A simples adição aritmética é comumente usada como lei de combinação adequada para velocidades. Por exemplo, alguém caminhando a 5 km/h sobre uma esteira rolante que se desloca a 3 km/h, está se movendo à velocidade de 8 km/h em relação ao saguão do aeroporto. Porém, já que, na Relatividade, a velocidade da luz é um limite que não pode ser ultrapassado por nenhum sinal, essa lei simples deve falhar quando as velocidades são próximas da velocidade da luz. Por exemplo, se uma nave espacial viajando a uma velocidade próxima da velocidade da luz, em relação à Terra, emite um pulso de luz, a velocidade deste pulso em relação à Terra teria que ser quase o dobro da velocidade da luz, o que não está permitido na Relatividade Restrita.
A lei exata de combinação das velocidades deve reduzir-se, em muito boa aproximação, à adição aritmética usual quando todas as velocidades envolvidas são muito menores que a velocidade da luz. Do outro lado, ela deve ser tal que velocidades superiores à da luz nunca ocorram e que a velocidade da luz seja uma constante universal.
Aqui está o link para o texto “Conceitos de Relatividade Restrita” em formato PDF. A combinação de velocidades está analisada no Capítulo 7. Como mencionado acima, a abordagem conhecida como cálculo k é adotada. Uma das vantagens é que a lei de combinação dos fatores k de Bondi é essencialmente óbvia e que, uma vez essa lei enunciada, os resultados obtidos no Capítulo 4 sobre a relação entre fator k e velocidade relativa podem ser usados para reformulá-la como uma lei de combinação para velocidades.
Um exemplo numérico ilustrando a lei de combinação relativística para velocidades colineares pode ser encontrado no Apêndice A.5.
Para poder entender claramente os conceitos e a nomenclatura usados, recomenda-se começar por uma leitura dos três primeiros capítulos do texto.
Um programa de animações escrito em linguagem Java está disponível. A combinação de velocidades é ilustrada pela sexta animação proposta.
Caso você estiver interessado num assunto particular de Relatividade Restrita, aqui está a lista dos outros tópicos abordados no texto e no programa. Clicando sobre um item na lista, será aberta uma página introduzindo brevemente esse tópico e indicando as partes do texto e do programa nas quais ele é tratado.