从相对运动看诗中的物理
这是汤社做出的又一个新的尝试，从生活中看科学，希望大家喜欢。
物体（或者说质点）的运动轨迹实际上是依赖于观测者（即参考系）（就是参照物）的，因从选取不同的参考系往往所观测到质点的运动状态是不同的。就解决物理问题来说，选取一个好的参考系通常能够使物理过程更加简单，更方便进行分析和计算；而一个好的参考系的作用绝不仅仅止于方便物理的研究，一个绝佳的视角也能更好的展现生活中的美。而通过借助视角得到美的体验，这种方法中国古人也早深谙其道，这在众多诗篇中就有所体现。下面就通过分析北宋诗人陈与义的《襄邑道中》，体会诗中的“相对运动”。
襄邑道中
【宋】陈与义
飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，不知云与我俱东。
此诗写的是诗人乘船东行，在行路途中的所见所感，而这其中也蕴含了巧妙选取参考系的智慧。
“百里榆堤半日风”，行路经过百里榆堤花了半日时间。这里诗人是以地面为参考系，通过路程“百里”，时间为“半日”，通过这些数据我们就能够计算诗人行进过程中的平均速度，进而获得一些更有趣的结论。此处“百里”显然为一虚数，并非指“一百里”，但通过查阅资料我们可以知道，此诗是诗人在襄邑（今河南省睢县）到京城开封的途中所写，而襄邑到开封的距离为150里，这与“百里”的记叙也相符合，故可将150里认为是诗人经过的总路程。根据里与米的单位换算关系，不难得出：
这个速度在如今看来并不大，甚至可以说是有点慢，但诗作的时间是在北宋时期，这时的船基本都是帆船，主要借助风力和水流来航行，与现代的轮船自然不可比较。通过查询资料可以得到，古代的船只顺风时的速度约为3--6节（以4.5节计），即
比较下来可知，行船的过程中几乎都是顺风，这样才能达到如此速度。这也难怪诗人在路途中能够陶醉于美景了，毕竟一路顺风心情也会更好，更有心情欣赏岸边春日美景。
诗的后两句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，诗人躺卧船上，看到云是静止的，细想后才发现云也正同自己一并东去。初看云未动，是诗人以自己为参考点，观测到此时云是静止的，根据相对速度的公式：
由此可知，此时云的对地速度与船的对地速度是相同的。
因此得到：
即可得到此时高空中的风速约为1.85m/s，但是又容易知道，高空风速应当是大于地面风速的，是不大可能出现地面与高空风速相同的，但为何诗人会有“云不动”的观感呢？我认为这和人的眼睛判断速度大小的方式有关。人眼判断速度是通过物体在单位时间内在人眼中形成的视角变化多少，也就是说，在一定的时间内，如果你的头和眼睛固定不动，目标在你的视野中移动的位置大，你就会认为它快，由于物体离你很远时，虽然它的实际移动距离很大，但是在你的视野中的位置改变却很少，所以你会认为它慢。从下面的示意图中可以得到：
因此，即使云在视角中变化极小的距离，由于其距离人极远，其实际运动距离也会很大。例如，假设云的相对运动速度为船速的1%，即，那么其实际运动速度为（假设H=3000m,h=1m）:
也就是说，在天空以55m/s速度运动的云和据人眼一米处以运动的物体，在人眼看来可能是同速的。
因此我们可以合理推测，云并非真的同诗人相对静止，只是由于它在人的视角中变化的距离很小，因此诗人才把它看作了与自己是相对静止的。而实际上云的移动速度是很快的，这也才能解释地面上的风速很快，诗人行船的速度很快。
横看成岭侧成峰。生活中有很多问题都是如此，从不同的角度出发，往往可以得到不同的结论，我们要有一双善于发现的眼睛。
