Děkujeme za pěkný dotaz. Problém si rozdělíme na dvě zcela odlišné situace. První je již jedoucí autobus, druhou je rozjíždějící se a brzdící autobus. V obou případech bude hrát zásadní roli setrvačnost [1]. Setrvačnost je vlastností hmotných těles, například mouchy nebo autobusu, zůstávat (setrvat) buď v klidu, nebo v pohybu (ve fyzice hovoříme o pohybovém stavu) tak dlouho, dokud na ně nezapůsobí nějaká vnější síla.

V případě již jedoucího autobusu bude situace následující. Moucha vznášející se na místě je v klidu vůči vzduchu v autobuse. Vzduch v autobuse je také v klidu vůči autobusu. Proto je moucha v klidu i vůči autobusu. To znamená, že taková vznášející se moucha se nerozplácne o zadní sklo autobusu. To, že je vzduch v autobuse v klidu, by nás nemělo překvapit, protože z naší zkušenosti víme, že když sedíme na předních sedačkách, tak se neudusíme. Kdyby se totiž vzduch při pohybu autobusu dopředu pohyboval dozadu, tak bychom se na předních místech udusili. To se neděje, neboli jsme experimentálně ověřili, že vzduch je vůči autobusu v klidu.

Tento poměrně složitý rozbor problému se dá výrazně zjednodušit, když víme, že jedoucí autobus je tzv. inerciální soustavou [2], tedy takovou, na kterou nepůsobí žádné vnější síly, a proto setrvává ve svém pohybovém stavu. Pro vznášející se mouchu to znamená, že se bude i nadále vznášet na jednom místě a nikam se neposune, a to ani v jedoucím autobuse.

V případě rozjíždějícího se nebo brzdícího autobusu je situace zcela odlišná. V této situaci musí na autobus působit nějaká vnější síla, jinak by se nerozjel (zůstal by v klidu), nebo by nezabrzdil (zůstal by v pohybu). Autobus je v těchto situacích neinerciální soustavou [3]. Když se autobus rozjíždí, působí na něj vnější síla ve směru rozjíždění. Ale vzduch v autobuse a i naše moucha se snaží setrvat ve svém původním pohybovém stavu, tj. v klidu. Proto jim zdánlivě autobus poodjede, neboli vzduch a moucha se pohnou v opačném směru vůči rozjíždění autobusu, tj. dozadu. Při brzdění je to podobné, moucha se bude snažit setrvat ve svém původním pohybovém stavu a autobus zdánlivě předjede, tj. moucha se vůči své původní pozici pohne dopředu.

Výše jsme si vysvětlili obsah Newtonova prvního pohybového zákona, který je znám jako zákon setrvačnosti [4]. Zákon říká, že tělesa zachovávají svůj pohybový stav (klid nebo rovnoměrný přímočarý pohyb), pakliže na ně nepůsobí vnější síly. A to je přesně situace mouchy v jedoucím autobuse. Tak ať to bzučí!

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek