Het feit dat je iets in een film ziet gebeuren, betekent niet dat je het zelf moet proberen. Neem bijvoorbeeld een man die in een rijdende trein rent. Om te beginnen weet je niet zeker of het echt is. Vroege westerns gebruikten bewegende achtergronden om neptreinen te laten lijken alsof ze in beweging waren. Nu is er CGI. Of ze kunnen de film versnellen, zodat de echte trein sneller lijkt dan hij in werkelijkheid is.
Dus hier is een vraag voor jou: Is dat zo? mogelijk op het dak van de trein rennen en van de ene auto naar de andere springen? Of zal de trein voor je uit zoemen terwijl je in de lucht bent, zodat je achter de plek landt waar je bent opgestegen? Of erger nog, zou je uiteindelijk tussen auto’s vallen naarmate het gat groter wordt, waardoor de afstand die je moet afleggen groter wordt? Dat, mijn vriend, is de reden waarom stuntacteurs natuurkunde studeren.
Actiekader
Wat is natuurkunde eigenlijk? Kortom, het is een reeks modellen van de echte wereld, die we kunnen gebruiken om krachten te berekenen en te voorspellen hoe de positie en snelheid van dingen zullen veranderen. We kunnen echter de positie of snelheid van iets niet vinden zonder een referentiekader.
Stel dat ik in een kamer sta en een bal vasthoud, en ik wil de locatie ervan beschrijven. Ik kan cartesiaanse coördinaten voor 3D-ruimte gebruiken om de bal de waarde (x,y,z) te geven. Maar deze cijfers zijn afhankelijk van de oorsprong en oriëntatie van mijn assen. Het lijkt logisch om de hoek van de kamer als oorsprong te gebruiken, waarbij de xy-assen langs de basis van de twee aangrenzende muren lopen, vanaf de as verticaal naar boven. Met behulp van dit systeem (met eenheden in meters) vind ik dat de bal zich op het punt (1, 1, 1) bevindt.
Wat als mijn vriend Bob daar is en hij de locatie van de bal op een andere manier meet? Misschien legt hij de beginpositie waar de bal begint in mijn hand, waardoor deze een beginpositie krijgt van (0, 0, 0). En dat lijkt logisch. We kunnen discussiëren over wie gelijk heeft, maar dat zou dwaas zijn. We hebben gewoon verschillende referentiekaders, en beide zijn willekeurig. (Maak je geen zorgen, we gaan terug naar de treinen.)
Nu gooi ik die bal recht de lucht in. Na een kort tijdsinterval van 0,1 seconde heeft mijn coördinatensysteem de bal op locatie (1, 1, 2), wat betekent dat hij 1 meter hoger staat. Bob heeft ook een nieuwe locatie (0, 0, 1). Maar merk op dat in beide systemen de bal 1 meter steeg in de z-richting. We zijn het er dus over eens dat de bal een opwaartse snelheid van 10 meter per seconde heeft.
Een bewegend referentiekader
Stel nu dat ik die bal meeneem in een trein die 10 meter per seconde (22,4 mijl per uur) rijdt. Ik gooi de bal weer recht omhoog – wat gaat er gebeuren? Ik zit in de trein, dus ik gebruik een coördinatensysteem dat met de trein meebeweegt. In dit bewegende referentiekader ben ik bewegingloos. Bob staat aan de kant van de baan (hij kan de bal door de ramen zien), dus hij gebruikt een stationair coördinatensysteem, en dat is waar ik naartoe beweeg.
Met dank aan Rhett Allain