Referenssystem

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 oktober 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .

Ett referenssystem  är en uppsättning kroppar som är orörliga i förhållande till varandra ( referenskropp ), i förhållande till vilka rörelsen beaktas ( i tillhörande koordinatsystem ), och klockor som mäter tid ( tidsreferenssystem ), i förhållande till vilken rörelse av någon kropp anses [2] [3] [4] .

Matematiskt beskrivs rörelsen av en kropp (eller en materiell punkt) med avseende på en vald referensram av ekvationer som fastställer hur koordinaterna som bestämmer kroppens (punktens) position i denna referensram förändras över tiden t . Dessa ekvationer kallas rörelseekvationer . Till exempel, i kartesiska koordinater x, y, z, bestäms rörelsen av en punkt av ekvationerna , , .

I modern fysik anses alla rörelser vara relativa, och en kropps rörelse bör endast betraktas i förhållande till någon annan kropp (referenskropp) eller system av kroppar. Det är omöjligt att ange till exempel hur månen rör sig i allmänhet, man kan bara bestämma dess rörelse, till exempel i förhållande till jorden, solen, stjärnor, etc.

Andra definitioner

Ibland - särskilt inom kontinuummekanik och allmän relativitet  - är referensramen inte associerad med en enda kropp, utan med ett kontinuum av reella eller imaginära basreferenskroppar , som också definierar koordinatsystemet. Referenskropparnas världslinjer "sveper" rum-tiden och ställer i detta fall kongruensen med avseende på vilken mätresultaten kan beaktas.

Rörelsens relativitet

Relativiteten för mekanisk rörelse är beroendet av kroppens bana , tillryggalagd sträcka, förskjutning och hastighet på valet av referenssystem.

Rörliga kroppar ändrar sin position i förhållande till andra kroppar i rymden med tiden . Positionen för en bil som rusar längs motorvägen ändras i förhållande till markörerna på kilometerstolpar , positionen för ett fartyg som seglar i havet nära kusten ändras i förhållande till kustlinjen , och rörelsen hos ett flygplan som flyger över marken kan bedömas av en förändring av dess position i förhållande till jordens yta . Det kan visas att samma kropp med samma rörelse samtidigt kan röra sig på olika sätt i förhållande till olika kroppar.

Det är alltså möjligt att säga att någon kropp rör sig först när det är klart i förhållande till vilken annan kropp - referenskroppen - dess position har ändrats.

Absolut referenssystem

Ofta i fysiken anses ett referenssystem vara det mest bekväma (privilegierade) inom ramen för att lösa ett givet problem - detta bestäms av enkelheten i beräkningar eller att skriva ekvationerna för dynamiken hos kroppar och fält i den. Vanligtvis är denna möjlighet förknippad med problemets symmetri .

Å andra sidan trodde man tidigare att det finns en viss "grundläggande" referensram, skriftens enkelhet där naturlagarna skiljer den från alla andra system. Så Newton ansåg att absoluta rymden var en utvald referensram , och fysiker från 1800-talet trodde att systemet, i förhållande till vilket etern i Maxwells elektrodynamik vilar, är privilegierat, och därför kallades det den absoluta referensramen (AFR). Slutligen förkastades antaganden om existensen av en privilegierad referensram av relativitetsteorin . I moderna begrepp existerar inget absolut referenssystem, eftersom naturlagarna , uttryckta i tensorform , har samma form i alla referenssystem - det vill säga på alla punkter i rummet och vid alla tidpunkter. Detta tillstånd - lokal rum-tidsinvarians  - är en av de verifierbara grunderna för fysiken.

Ibland kallas en absolut referensram en CMB- relaterad ram , det vill säga en tröghetsreferensram där CMB inte har en dipolanisotropi .

Referenstext

Inom fysiken är en referenskropp en uppsättning kroppar som är orörliga i förhållande till varandra, i förhållande till vilka rörelse betraktas (i koordinatsystemet som är associerat med dem ). Tillsammans med klockan som räknar tiden bildar referenskroppen en referensram [4] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Bronstein Ilya Nikolaevich och Semendyaev Konstantin Adolfovich . Handbok i matematik. M.: Förlaget "Science". Upplaga av fysisk och matematisk referenslitteratur., 1964, 608 sidor, ill. Sidan 216 ff.
  2. ↑ Referenssystem Arkiverad 22 mars 2012 på Wayback Machine - Encyclopedia of Physics artikel.
  3. ↑ G. Ya. Myakishev, Fysik: Mekanik (Betyg 10)
  4. ↑ 1 2 Savelyev I.V. Kurs i allmän fysik. Volym 1. Mekanik. Molekylär fysik. - M., Nauka , 1987. - sid. 17