Можно ли на самом деле бежать по крыше поезда, как в кино?

Если вы видите что-то в фильме, это не значит, что вы должны попробовать это сами. Возьмем, к примеру, человека, бегущего по движущемуся поезду. Во-первых, вы не можете быть уверены, что это реально. В ранних вестернах использовались движущиеся задники, чтобы искусственные поезда выглядели так, будто они находятся в движении. Теперь есть CGI. Или они могут ускорить фильм, чтобы реальный поезд выглядел быстрее, чем он есть на самом деле.

Итак, вот вам вопрос: так ли это? возможный бегать по крыше поезда и перепрыгивать из одного вагона в другой? Или поезд промчится впереди вас, пока вы находитесь в воздухе, и вы приземлитесь позади того места, где вы взлетели? Или, что еще хуже, вы в конечном итоге упадете между машинами, потому что пропасть движется вперед, увеличивая расстояние, которое вам нужно преодолеть? Вот почему, друг мой, каскадеры изучают физику.

Создание действия

Что вообще такое физика? По сути, это набор моделей реального мира, которые мы можем использовать для расчета сил и прогнозирования того, как будут меняться положение и скорость объектов. Однако мы не можем определить положение или скорость чего-либо без системы отсчета.

Предположим, я стою в комнате, держу мяч и хочу описать его местоположение. Я могу использовать декартовы координаты трехмерного пространства, чтобы придать шару значение (x, y, z). Но эти числа зависят от происхождения и ориентации моих осей. Кажется естественным использовать угол комнаты в качестве начала координат, при этом оси x и y проходят вдоль основания двух соседних стен, а ось z идет вертикально вверх. Используя эту систему (с единицами измерения в метрах), я обнаружил, что мяч находится в точке (1, 1, 1).

Что, если мой приятель Боб там, и он измеряет местоположение мяча другим способом? Возможно, он помещает начало координат мяча в мою руку, придавая ему начальное положение (0, 0, 0). Это тоже кажется логичным. Мы могли бы спорить о том, кто прав, но это было бы глупо. Просто у нас разные системы отсчета, и обе они произвольны. (Не волнуйтесь, мы вернемся к поездам.)

Теперь я подбрасываю этот мяч прямо в воздух. Через небольшой промежуток времени в 0,1 секунды в моей системе координат мяч оказывается в точке (1, 1, 2), то есть он находится на 1 метр выше. У Боба также есть новое местоположение (0, 0, 1). Но обратите внимание, что в обеих системах мяч поднялся на 1 метр в направлении z. Итак, мы согласились бы, что мяч имеет скорость вверх 10 метров в секунду.

Движущаяся система отсчета

Теперь предположим, что я везу этот мяч в поезд, движущийся со скоростью 10 метров в секунду (22,4 мили в час). Я снова подбрасываю мяч прямо вверх — что будет? Я нахожусь внутри вагона, поэтому использую систему координат, которая движется вместе с поездом. В этой движущейся системе отсчета я неподвижен. Боб стоит сбоку от дорожек (он видит мяч через окна), поэтому он использует стационарную систему координат, в которой я двигаюсь.

С разрешения Ретта Аллена