Мяч летит ко мне или я летлю к мячу

Рассмотрим этот вариант:

Предположим, вы едете в поезде со скоростью 10 м/с. Кто-то внутри поезда бросает в вас мяч со скоростью 10 м/с в противоположном направлении. Вы чувствуете боль, связанную с вашим первым экспериментом. Однако кто-то, глядя на этот эксперимент снаружи поезда, сказал бы, что мяч стоит на месте, а вы движетесь к нему со скоростью 10 м/с (= ваш второй эксперимент). Поскольку это тот же эксперимент, вы почувствуете точно такую ​​же боль.

Да, к сожалению. Из-за эквивалентности инерциальных систем отсчета физические законы одинаковы в обеих системах отсчета.

Однако другая возможность, которая не является абелевой, заключается в том, что вместо того, чтобы чувствовать ту же самую боль, вы можете испытывать противоположное количество удовольствия. Это зависит от того, являются ли боль (X) фермионами или бозонами, то есть, является ли их функция симметричной или антисимметричной.

Давай уберем из нашего сценария все, кроме тебя и мяча. Ни бейсбольного стадиона, ни Земли, ни сферических коров, НИЧЕГО во всей вселенной, кроме тебя и мяча. (Нет, даже микроволновое фоновое излучение)

Теперь вопрос изменился. Теперь вам нужно спросить, можно ли решить, двигаетесь ли вы к мячу или наоборот.

Независимо от инерционной референции: боль связана с энергией, рассеиваемой изменением скорости двух объектов в любой инерционной референции.

Замечание 1: часть энергии может быть поглощена шариком при деформации или нагреве. Так что мягкий мяч причинит меньше боли.

Замечание 2: Боль зависит от того, что статично позади вас и что статично позади мяча. Пример на корте для сквоша: вы на скорости 50 км/ч или мяч на скорости 50 км/ч не будут вызывать такую ​​же боль после контакта с мячом.

Более того, если предмет позади вас или за мячом действительно тяжелый, он создаст гравитационное притяжение. Поскольку притяжение пропорционально квадрату расстояния до притягивающего объекта, вы и мяч не будете испытывать одинаковое ускорение. Таким образом, скорость будет изменена.

Павел Петрман дал другую точку зрения, но поскольку воздействие остается тем же, боль должна оставаться той же, поскольку свойства ситуации остаются прежними. Чтобы попытаться взять мяч в руку, подбежать к весам и ударить по ним, а в следующем случае поменять местами мяч и весы и повторить процедуру. Запишите показания на весах.

Многие ответы отвлекаются на «чувство боли» в части вопроса. Итак, позвольте мне начать с того, что я сосредоточусь на этом — упрощении очень сложной психофизиологической проблемы до простого физического утверждения (это форум по физике — мы оставляем все остальное для других сайтов):

При ударе двух тел произойдет обмен импульсами. Сила, необходимая для такого обмена импульсом, является причиной боли.

Обмен импульсом осуществляется силой$F(t)$одним телом на другое (а по закону Ньютона эта сила обратна); обменный импульс определяется выражением

При столкновении двух тел зависит ли кривая сила-время, описывающая удар, от того, какое из тел движется?

Ответ на этот вопрос (в рамках классической механики) категорическое «нет». Сила зависит только от начальной разницы в скорости и свойствах формы/материалов двух объектов. Несколько ответов уже подробно рассматривали эту проблему - мне очень нравится пример Роба, который описывает эксперимент, происходящий в поезде, но вот еще лучший:

Вы находитесь на бейсбольном поле, и мяч летит к вам. Есть два наблюдателя: один стоит рядом с вами, а другой едет в поезде с той же скоростью, что и мяч. Для обоих наблюдателей невозможно увидеть что-либо из бейсбольного поля, поэтому у них нет «внешней» системы отсчета, только их собственная.

Они наблюдают одно и то же событие - тот же удивленный взгляд, закрывающие глаза в предвкушении, искажающееся при ударе лицо, крик боли. Один из них думает, что вы ударили по мячу; другой думает, что мяч попал в тебя. Тот же эксперимент, другой наблюдатель, тот же результат.

ЭТО НЕ ДЕЛАЕТ РАЗНИЦЫ.

Да, вы будете ... что действительно имеет значение здесь, так это относительный импульс!