相對速度

相對速度是某個特定觀察者所看到的某物運動得多快——關鍵洞見是：運動狀態不同的觀察者，對同一個物體會看到不同的速度。在行進的火車車廂走道往前走，對同車乘客而言，你以緩慢的步行速度散步；對月台上的人而言，你以火車速度加上你自己的速度飛掠而過。兩者都沒錯；速度永遠是相對於量測者而言的。

精確地說，物體 A 相對於觀察者 B 的速度，是在某個共同參考系中量測的 A 的速度減去 B 的速度：v_(A 相對 B) = v_A - v_B。因為速度是向量，這是向量相減，所以方向很重要。一個好用的結果是：要把速度從一個參考系換到另一個，你只需加或減兩個參考系之間的相對速度：v_(A 相對地面) = v_(A 相對火車) + v_(火車 相對地面)。

這個觀念正是為什麼一艘筆直橫渡河流的船會被沖向下游，以及為什麼飛機必須迎著側風偏航才能飛出直線航線：你把物體相對介質的速度，加上介質相對地面的速度。在日常速率下，這些速度就像向量一樣單純地相加相減。這個簡單的相加是極佳的近似，但在接近光速時並非完全正確——那裡愛因斯坦的狹義相對論用一個更嚴謹的速度合成法則取代了它。