Viitejärjestelmä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18.10.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .

Vertailujärjestelmä  on joukko kappaleita, jotka ovat liikkumattomia toistensa suhteen (vertailukappale), joiden suhteen liikettä tarkastellaan (liittyvässä koordinaattijärjestelmässä ), ja kelloja, jotka mittaavat aikaa ( aikareferenssijärjestelmät ) suhteessa jossa minkä tahansa kappaleen liikettä pidetään [2] [3] [4] .

Matemaattisesti kappaleen (tai aineellisen pisteen) liikettä suhteessa valittuun viitekehykseen kuvataan yhtälöillä, jotka määrittävät kuinka koordinaatit, jotka määrittävät kappaleen (pisteen) sijainnin tässä vertailukehyksessä, muuttuvat ajan kuluessa t . Näitä yhtälöitä kutsutaan liikeyhtälöiksi . Esimerkiksi karteesisissa koordinaateissa x, y, z pisteen liike määräytyy yhtälöillä , , .

Nykyfysiikassa mitä tahansa liikettä pidetään suhteellisena, ja kehon liikettä tulee tarkastella vain suhteessa johonkin toiseen kappaleeseen (vertailukappaleeseen) tai kappalejärjestelmään. On mahdotonta osoittaa esimerkiksi kuinka Kuu liikkuu yleisesti, voidaan määrittää vain sen liike esimerkiksi suhteessa maahan, aurinkoon, tähtiin jne.

Muut määritelmät

Joskus - erityisesti jatkumomekaniikassa ja yleisessä suhteellisuusteoriassa  - viitekehys ei liity yksittäiseen kappaleeseen, vaan todellisten tai kuvitteellisten perusvertailukappaleiden jatkumoon , jotka myös määrittävät koordinaattijärjestelmän. Vertailukappaleiden maailmanviivat "pyyhkäisevät" aika-avaruutta ja asettavat tässä kongruenssin , jonka suhteen mittaustuloksia voidaan tarkastella.

Liikkeen suhteellisuusteoria

Mekaanisen liikkeen suhteellisuus on kehon liikeradan , kuljetun matkan, siirtymän ja nopeuden riippuvuutta vertailujärjestelmän valinnasta.

Liikkuvat kappaleet muuttavat asemaansa suhteessa muihin avaruudessa oleviin kappaleisiin ajan myötä . Moottoritiellä kiihdyttävän auton sijainti muuttuu kilometripylväissä olevien merkkien suhteen , merellä rannikon lähellä purjehtivan laivan sijainti muuttuu suhteessa rantaviivaan ja maan päällä lentävän lentokoneen liikettä voidaan arvioida sen sijainnin muutos suhteessa maan pintaan . Voidaan osoittaa, että sama kappale samalla liikkeellä voi liikkua samanaikaisesti eri tavoin suhteessa eri kappaleisiin.

Näin ollen voidaan sanoa, että jokin kappale liikkuu vain silloin, kun on selvää, mihin toiseen kappaleeseen - vertailukappaleeseen - sen sijainti on muuttunut.

Absoluuttinen viitejärjestelmä

Usein fysiikassa viitejärjestelmää pidetään kätevimpänä (etuoikeutempana) tietyn ongelman ratkaisemisen yhteydessä - tämän määrää laskelmien yksinkertaisuus tai kappaleiden ja kenttien dynamiikan yhtälöiden kirjoittaminen siihen. Yleensä tämä mahdollisuus liittyy ongelman symmetriaan .

Toisaalta aiemmin uskottiin, että on olemassa tietty "perustava" viitekehys, kirjoittamisen yksinkertaisuus, jossa luonnonlait erottavat sen kaikista muista järjestelmistä. Joten Newton piti absoluuttista avaruutta valittuna viitekehyksenä , ja 1800-luvun fyysikot uskoivat, että järjestelmä, johon nähden Maxwellin sähködynamiikan eetteri lepää, on etuoikeutettu, ja siksi sitä kutsuttiin absoluuttiseksi vertailukehykseksi (AFR). Lopuksi suhteellisuusteoria hylkäsi oletukset etuoikeutetun viitekehyksen olemassaolosta . Nykyaikaisissa käsitteissä ei ole olemassa absoluuttista viitejärjestelmää, koska tensorimuodossa ilmaistuilla luonnonlailla on sama muoto kaikissa viitejärjestelmissä - eli kaikissa pisteissä avaruudessa ja kaikissa ajankohdissa. Tämä ehto - paikallinen tila-aikainvarianssi  - on yksi fysiikan todennettavissa olevista perusteista.

Joskus absoluuttista viitekehystä kutsutaan CMB :hen liittyväksi kehykseksi , toisin sanoen inertiaksi viitekehykseksi, jossa CMB:llä ei ole dipolianisotropiaa .

Viiteteksti

Fysiikassa referenssikappale on joukko toisiinsa nähden liikkumattomia kappaleita, joiden suhteen liikettä tarkastellaan (niihin liittyvässä koordinaattijärjestelmässä ). Yhdessä aikaa laskevan kellon kanssa viitekappale muodostaa viitekehyksen [4] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Bronstein Ilja Nikolajevitš ja Semendyaev Konstantin Adolfovich . Matematiikan käsikirja. M.: Kustantaja "Science". Fysikaalisen ja matemaattisen kirjallisuuden viitepainos., 1964, 608 sivua, ill. Sivu 216 et seq.
  2. ↑ Viitejärjestelmä Arkistoitu 22. maaliskuuta 2012 Wayback Machine - Encyclopedia of Physics -artikkelissa.
  3. ↑ G. Ya. Myakishev, Fysiikka: Mekaniikka (luokka 10)
  4. ↑ 1 2 Saveljev I.V. Yleisen fysiikan kurssi. Volume 1. Mekaniikka. Molekyylifysiikka. - M., Nauka , 1987. - s. 17