速度の合成(2)

前回は直線上（一次元上）の速度の合成を行いましたが、二次元上の速度の合成も行うことができます。
今、右向きを正として自転車が右向きに4.0m/sで進んでいるとします。また、自転車の進む方向（右向き）と垂直に図の上から下に風が1.5m/sで吹いているとします。摩擦等を考えないとすれば、自転車は上から下に押されるのでまっすぐ進んでいるつもりでも右下方向に押されて行ってしまうはずです。

では実際に確かめてみましょう。風速も速度なのでベクトル量です。ベクトルは位置が異なっても向きと大きさが等しければ同じベクトルとみなすことができます。よって、図の下向き1.5m/sの風速の始点を自転車の速度4.0m/sの始点と合わせます。
ここで、自転車の速度ベクトルと風速ベクトルを長方形のそれぞれの辺としてその対角線が自転車が実際に進む方向となります。
摩擦等を考えなければ実際に自転車はこのように進むこととなります。

逆風の中を自転車を走らせるのは体力的にもきついですが、横風の中を自転車がまっすぐ最短距離で走らせるのも結構体力的につらいというのはこれで物理的に証明できたということになります。