Sistem de referință

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 18 octombrie 2021; verificările necesită 4 modificări .

Un sistem de referință  este un set de corpuri care sunt nemișcate unul față de celălalt (corp de referință), în raport cu care se ia în considerare mișcarea (în sistemul de coordonate asociat ) și ceasuri care măsoară timpul ( sisteme de referință de timp ), în raport cu care se consideră mișcarea oricăror corpuri [2] [3] [4] .

Matematic, mișcarea unui corp (sau a unui punct material) în raport cu un cadru de referință ales este descrisă prin ecuații care stabilesc modul în care coordonatele care determină poziția corpului (punctului) în acest cadru de referință se modifică în timp t . Aceste ecuații sunt numite ecuații de mișcare . De exemplu, în coordonatele carteziene x, y, z, mișcarea unui punct este determinată de ecuațiile , , .

În fizica modernă, orice mișcare este considerată relativă, iar mișcarea unui corp ar trebui luată în considerare numai în raport cu alt corp (corp de referință) sau sistem de corpuri. Este imposibil de indicat, de exemplu, cum se mișcă Luna în general, se poate determina doar mișcarea ei, de exemplu, în raport cu Pământul, Soarele, stele etc.

Alte definiții

Uneori - mai ales în mecanica continuumului și relativitatea generală  - cadrul de referință este asociat nu cu un singur corp, ci cu un continuum de corpuri de referință de bază reale sau imaginare , care definesc și sistemul de coordonate. Liniile lumii ale corpurilor de referință „mătură” spațiul-timp și în acest caz stabilesc congruența în raport cu care pot fi luate în considerare rezultatele măsurătorii.

Relativitatea mișcării

Relativitatea mișcării mecanice este dependența traiectoriei corpului, a distanței parcurse, a deplasării și a vitezei de alegerea sistemului de referință.

Corpurile în mișcare își schimbă poziția față de alte corpuri în spațiu în timp . Poziția unei mașini care se deplasează cu viteză de-a lungul autostrăzii se schimbă în raport cu marcajele de pe stâlpii kilometri , poziția unei nave care navighează în mare în apropiere de coastă se schimbă în raport cu linia de coastă , iar mișcarea unei aeronave care zboară deasupra solului poate fi judecată după o modificare a poziției sale față de suprafața Pământului . Se poate demonstra că același corp cu aceeași mișcare se poate mișca simultan în moduri diferite față de corpuri diferite.

Astfel, se poate spune că un corp se mișcă numai atunci când este clar în raport cu ce alt corp - corpul de referință - s-a schimbat poziția.

Sistem de referință absolut

Adesea, în fizică, un sistem de referință este considerat cel mai convenabil (privilegiat) în cadrul rezolvării unei anumite probleme - acest lucru este determinat de simplitatea calculelor sau de scrierea ecuațiilor dinamicii corpurilor și câmpurilor în el. De obicei, această posibilitate este asociată cu simetria problemei.

Pe de altă parte, se credea anterior că există un anumit cadru de referință „fundamental”, simplitatea scrisului în care legile naturii îl deosebesc de toate celelalte sisteme. Așadar, Newton a considerat spațiul absolut un cadru de referință selectat , iar fizicienii secolului al XIX-lea credeau că sistemul, în raport cu care se sprijină eterul electrodinamicii lui Maxwell, este privilegiat și, prin urmare, a fost numit cadru de referință absolut (AFR). În cele din urmă, ipotezele despre existența unui cadru de referință privilegiat au fost respinse de teoria relativității . În conceptele moderne, nu există un sistem de referință absolut, deoarece legile naturii , exprimate sub formă de tensor , au aceeași formă în toate sistemele de referință - adică în toate punctele din spațiu și în toate punctele din timp. Această condiție - invarianța spațiu-timp locală  - este unul dintre fundamentele verificabile ale fizicii.

Uneori, un cadru de referință absolut este numit cadru legat de CMB , adică un cadru de referință inerțial în care CMB nu are o anizotropie dipol .

Corp de referință

În fizică, un corp de referință este un set de corpuri care sunt nemișcate unul față de celălalt, în raport cu care se ia în considerare mișcarea (în sistemul de coordonate asociat acestora ). Împreună cu ceasul care numără timpul, corpul de referință formează un cadru de referință [4] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Bronstein Ilya Nikolaevici și Semendyaev Konstantin Adolfovici . Manual de matematică. M.: Editura „Știință”. Ediție de literatură fizică și matematică de referință., 1964, 608 pagini, ill. Pagina 216 și urm.
  2. ↑ Sistem de referință Arhivat 22 martie 2012 la articolul Wayback Machine - Encyclopedia of Physics.
  3. ↑ G. Ya. Myakishev, Fizica: Mecanica (clasa a 10-a)
  4. ↑ 1 2 Savelyev I.V. Curs de fizică generală. Volumul 1. Mecanica. Fizica moleculară. - M., Nauka , 1987. - p. 17