мальчик стоял на земле и наблюдал кто младшая сестра каталась на карусели после катания девочка сказала брату что и он сам и дома и деревья быстро проносились мимо неё мальчик же…

Классическая задача по относительному движению. Разберёмся в кадрах отсчета и ответим на вопрос, кто прав.

1. Что за кадры отсчета?

• Кадр Земли (инерциальный для наших целей): мальчик на земле, дома и деревья стоят на месте. Здесь сестра на карусели движется.
• Кадр, привязанный к карусели (вращающийся неинерциальный кадр): сестра на карусели покоится вместе с ней; всё, что находится вне карусели (мальчик на земле, дома, деревья дальше от оси вращения), кажется движущимся в противоположном направлении.

2. Что каждый наблюдатель видит в своём кадре?

• В кадре Земли:
  • сестра движется по кругу (скорость v_s = ω · R_s, где R_s — её расстояние от оси вращения карусели);
  • мальчик стоит на месте (скорость v_b = 0);
  • дома и деревья тоже стоят на месте (v = 0).
• В кадре карусели:
  • сестра остаётся на месте (она вместе с каруселью вращается, но относительно карусели она не движется);
  • мальчик на земле, дома и деревья — выглядят движущимися в обратном направлении с близкой к ω·r скоростью, где r — их расстояние от оси вращения карусели (чем дальше, тем скорость выше).

3. Формула для наглядности

• Скорость в rotating frame (кадр карусели) против положения вне кадра: v' = - ω × r.
  • Для предмета на расстоянии r от оси вращения скорость относительно карусели примерно ω·r.
  • Чем больше r (например, дома и деревья вдали от оси), тем быстрее они кажутся движущимися.

4. Кто прав в споре?

• Прав каждый в своей системе отсчета:
  • В кадре Земли: мальчик и дома/деревья неподвижны; сестра движется. Здесь корректно говорить: сестра движется, мальчик и окружающее неподвижны.
  • В кадре карусели: сестра неподвижна, а мальчик и дома/деревья кажутся движущимися противоположно вращению. Здесь корректно говорить: они движутся в отношении сестры.
• Нет абсолютного «правила движения» вне зависимости от кадра. Мotion зависит от выбранной системы отсчета. Оба описания верны и не противоречат друг другу.

5. Короткое резюме

• Девочка говорила из rotating (карусельного) кадра: она видит, что мальчик и окружающие предметы движутся мимо неё.
• Мальчик говорил из Земли (инерциального) кадра: он видит, что он сам, дом и деревья неподвижны, а сестра движется относительно них.
• В реальности оба описания корректны, если правильно указать кадр отсчета. Это пример относительного движения: движение нужно описывать относительно какой-то системы координат.

Если нужно, могу привести конкретные числа (например, радиус карусели, ω, расстояния до домов) и посчитать скорости в обоих кадрах.