På ett tåg i rörelse, en kulans hastighet är relativ. Emre Baser/Getty Images Detta är en bra fråga eftersom den involverar begreppet referensramar . Det snabba svaret är att relativt dig, kulan kommer alltid att färdas med samma hastighet. I andra referensramar, dock, oväntade saker kan hända!
Du kanske har hört talas om Newtons första lag:
"Varje kropp fortsätter i viloläge eller enhetlig rörelse i en rak linje om den inte tvingas ändra detta tillstånd av krafter som påverkas av den."
Vi kan omformulera detta lite och säga att en kropp i rörelse tenderar att stanna i rörelse och en kropp i vila tenderar att stanna i vila om den inte påverkas av en yttre kraft.
Tänk dig att du är på ett perfekt smidigt hastigtåg, rör sig med en jämn hastighet (inte accelerera eller svänga), i en bil utan fönster. Du skulle inte kunna veta hur snabbt du går (eller om du rörde dig alls). Om du kastar en boll rakt upp i luften, det kommer direkt ner igen om tåget sitter still eller går 1, 000 mph. Eftersom du och bollen redan rör sig i samma hastighet som tåget, de enda krafterna som verkar på bollen är din hand och tyngdkraften. Så bollen beter sig precis som den skulle om du stod på marken och inte rörde dig.
Så vad betyder detta för vår pistol? Om pistolen skjuter kulor vid 1, 000 mph, då kommer kulan alltid att flytta bort från pistolen vid 1, 000 mph. Om du går längst fram på ett tåg som rör sig vid 1, 000 km / h och skjut pistolen framåt, kulan kommer att röra sig bort från dig och tåget vid 1, 000 mph, precis som om det skulle stanna tåget. Men, i förhållande till marken, kulan kommer att resa vid 2, 000 mph, kulans hastighet plus tågets hastighet. Så om kulan träffar något på marken, det kommer att träffa det 2, 000 mph.
Om du skjuter kulan från tåget, kulan kommer fortfarande att röra sig bort från dig och pistolen vid 1, 000 mph, men nu kommer tågets hastighet att subtrahera från kulans hastighet. I förhållande till marken, kulan kommer inte att röra sig alls, och det kommer att falla direkt till marken.
Vad är sant för kulor, dock, är inte sant om några andra saker som du kan "skjuta" från framsidan av tåget. Ett bra exempel är ljudvågor . Om du slår på stereon i ditt vardagsrum, ljudvågor "skjuter ut" från högtalaren med ljudets hastighet - ungefär 700 mph. Vågorna sprider sig genom luften med den fasta hastigheten, och de kan inte gå fortare. Så om du sätter en högtalare längst fram på 1:an, 000 mph tåg, ljudvågorna kommer inte att lämna tåget vid 1, 700 mph. De kan inte gå snabbare än ljudets hastighet. Detta är anledningen till att plan som färdas snabbare än ljudets hastighet skapar ljudsignaler.
