А2. В каком случае система отсчета, связанная с указанным телом, не является инерциальной. Систему отсчета, связанную с Землей, принять за инерциальную. 1. пешеход движется с постоянной скоростью 2. автомобиль движется равномерно по горизонтальной части дороги 3. электропоезд метрополитена движется равноускоренно 4. хоккейная шайба равномерно скользит по гладкой поверхности льда
Последние вопросы
Физика
2 минуты назад
Narysuj schematy wszystkich możliwych połączeń oporników R1=1om, R2=2omy, R3=3omy i oblicz ich opory zastępcze.Prosze pomuc dam 45bФизика
7 минут назад
. Вычислите массу меди объемом 3 см³Физика
12 минут назад
Напруга між кінцями диполя радіопередавача змінюється за законом u=10 cos 3×106 xt (B). Яка довжина хвилі , на який працює передавач, і який період ВЧ коливань у коливальному Контурі передавача?17 минут назад
Поможіть швиткоооо будьласка не справляюсьФизика
22 минут назад
Задачи по физике, 7 классФизика
27 минут назад
Сделайте пожалуйста!!! мне нужно срочно!!!!!!!!Физика
32 минут назад
Дві невеликі однакові за розмірами металеві кульки, заряди яких +4,8 нКл і -3,2 нКл привели в дотик і відвели на відстань 24 см. Визначити силу взаємодії між зарядженими кульками.С дано и формуламиФизика
37 минут назад
брусок масою 0,2кг притиснутий до вертикальної стіни з силою 5H. Коефіцієнт тертя між стіною і бруском дорівнює 0,2. Чому дорівнює сила тертя ковзання бруска об стіну?Физика
1 час назад
Металлическая пластинка освещается светом с длиной волны 500 нм. Работа выхода электронов 2 эВ. До какого задерживающего напряжения зарядится металлическая пластина?Физика
1 час назад
В атмосферном воздухе на долю кислорода приходится 21% массы, а остальное — азот(если пренебречь примесями других газов)1 час назад
Помогите срочно!!!! для 1 вариантаФизика
1 час назад
Амперметр А показує силу струму 1,5 А за напруги 120 В. Опір резистора R1=100 Ом. Визначте опір резистора R2 й показання амперметрів А1, А2. Фото нижеФизика
1 час назад
Рух тіла описується рівнянням х = -5 + 2t + 3t2, де всі величини виражені в одиницях СІ. Визначте проекцію швидкості тіла на вісь ОХ через 3 секунди після початку рухуФизика
2 часа назад
1. Тело колеблется на нити длиной 40 см. Определите период колебаний и частоту.Физика
2 часа назад
On an immovable circle of radius a, another circle, which lies in the same plane as the first one, of the same radius rolls without slipping.
Все предметы
Выберите язык и регион
English
United States
Polski
Português
Brasil
English
India
Türkçe
Türkiye
English
Philippines
Español
España
Bahasa Indonesia
Indonesia
Русский
Россия
How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years
Главная / Методика /
Физика / ЕГЭ по физикеВАРИАНТ №19
Последние изменения страницы: 17.02.2011 — 13:55:30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Инерциальные системы отсчета — Physics LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 3373
Инерциальные системы отсчета
Как вы знаете, для Аристотеля Земля была центром Вселенной. Тяжелые объекты естественным образом падали на Землю, а легкие поднимались от нее. В общей теории относительности возрождается этот взгляд на движение.
Галилей, Ньютон и другие развили другую точку зрения. Решающим для этой точки зрения является то, что существует абсолютное пространство.
«Абсолютное пространство, по своей природе, безотносительно к чему-либо внешнему, остается всегда подобным и неподвижным. Относительное пространство есть некоторое подвижное измерение или мера абсолютных пространств; которое наши чувства определяют по его положению к телам… потому что части пространства невозможно увидеть или отличить одно от другого нашими чувствами, там вместо них мы пользуемся чувственными [то есть воспринимаемыми чувствами] мерами их … но в философском исследовании мы должны абстрагироваться от наших чувств и рассматривать сами вещи, отличные от того, что является лишь их чувственными мерами». — Ньютон, 9 лет0030 Principia I , Motte пер.
Первый закон Ньютона гласил, что:
«Каждое тело остается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно не вынуждено изменить это состояние под действием приложенных к нему сил». — Там же
Это часто называют Принципом Инерции .
Всегда ли верен этот «Закон»? Конечно, нет. Представьте, что вы сидите в машине на красном светофоре. Пара игральных костей висит на зеркале заднего вида; необязательно, чтобы кости были нечеткими. Пока вы сидите, кости покоятся относительно вас. Единственные силы, действующие на игральные кости, — это сила тяжести, которая тянет их вниз, и нить, которая тянет их вверх. Эти две силы равны по величине, поэтому общая сила, действующая на кости, равна нулю. Представим, что машина стоит лицом вправо.
Свет загорается зеленым, и водитель нажимает на газ. Кости качаются в сторону задней части автомобиля. Таким образом, первый закон Ньютона неверен: в один момент игральные кости неподвижны, а в следующий момент они начинают раскачиваться в сторону задней части автомобиля, хотя на них не действует результирующая сила.
А теперь представьте, что вы стоите на тротуаре и смотрите на машину. Поскольку он находится на красном свете, кости неподвижны относительно вас. Когда загорается зеленый свет и автомобиль начинает разгоняться вправо, кости остаются неподвижными относительно вас до тех пор, пока сила, действующая на них со стороны нити, не заставит их следовать за движением автомобиля. Итак, первый закон Ньютона верен, когда вы стоите на тротуаре, но неверен, когда вы сидите в машине.
Таким образом, мы видим, что для того, чтобы использовать ньютоновский анализ движения, мы должны ограничиться лишь определенными точками зрения, определенными системами отсчета . Системы отсчета, в которых работает анализ Ньютона, называются инерциальными системами отсчета . Это кадры, в которых принцип инерции верен.
Для Ньютона существовала «основная» инерциальная система отсчета: система, стационарная относительно абсолютного пространства. И любая система отсчета, которая движется с постоянной скоростью по прямой линии относительно этой основной инерциальной системы отсчета, также будет инерциальной системой в ньютоновском анализе. Любая система отсчета, которая ускоряется относительно абсолютного пространства, например, система отсчета автомобиля, когда загорается зеленый свет и водитель нажимает на газ, не будет инерционной.
Теперь представьте, что вы едете в машине со скоростью, скажем, 100 км/ч по прямому шоссе. Кости неподвижно висят на зеркале заднего вида. Для вас верен принцип инерции. Второй наблюдатель стоит у шоссе, наблюдая за проезжающей мимо машиной. Для нее игральные кости движутся равномерным движением по прямой линии. Значит, второй наблюдатель тоже находится в инерциальной системе отсчета.
В этом случае хороший вопрос: кто движется? И ответ в том, что вы движетесь относительно наблюдателя у шоссе, а наблюдатель у шоссе движется относительно вас. Итак, вы оба двигаетесь относительно друг друга.
И ваша и ее инерциальная система одинаково «действительны». Эту реализацию часто называют относительностью Галилея . Классическая иллюстрация — пушечное ядро, сброшенное с мачты движущегося корабля. С точки зрения наблюдателя на берегу мяч падает с равноускорением вниз, двигаясь с постоянной скоростью в горизонтальном направлении. Однако для моряка на корабле пушечное ядро кажется падающим прямо вниз. Для обоих наблюдателей пушечное ядро попадает в основание мачты. Небольшая Flash-анимация этого обстоятельства доступна здесь.
Если вы едете в машине со скоростью 100 км/ч, а водитель нажимает на тормоз, игральные кости качаются в сторону передней части машины. Таким образом, во время торможения вы не находитесь в инерциальной системе отсчета. Наблюдатель у дороги увидит, как кости продолжают двигаться с постоянной скоростью по прямой линии, пока веревка не заставит их замедлиться вместе с автомобилем.
Точно так же, если машина продолжает двигаться со скоростью 100 км/ч, но поворачивает направо, кости качнутся влево. Так что во время поворота вы опять не в инерциальной системе отсчета. Опять же, для наблюдателя у дороги принцип инерции остается верным для игры в кости.
Когда в начале девятнадцатого века Янг доказал, что свет представляет собой волну, возник вопрос, что именно колеблется? Для других волн есть средний который машет. Для звуковых волн средой является воздух; для водных волн средой является вода. Было постулировано существование среды для световых волн, которую назвали светоносным эфиром . Считалось, что это вещество безмассово и однородно повсюду во Вселенной. Кажется естественным связать этот светоносный эфир с абсолютным пространством, предложенным Ньютоном гораздо раньше.
Таким образом, ньютоновский анализ и вся физика, вытекающая из него, работают в системе отсчета, фиксированной в абсолютном пространстве или, что то же самое, фиксированной относительно эфира, а также в любой системе отсчета, движущейся равномерно по прямой линии относительно этого абсолютного космос. Результат: Мы можем заниматься физикой только в этих инерциальных системах отсчета .
В 1905 году Специальная теория относительности Эйнштейна сбросила бомбу на ньютоновское представление. Он сделал понятие эфира и связанную с ним идею абсолютного пространства «лишними».
Мы знаем, что существует систем отсчета, в которых принцип инерции верен, и что мы можем заниматься физикой только в такой системе отсчета. Но без абсолютной «главной» инерциальной системы отсчета мы приходим к круговому аргументу:
- Мы можем заниматься физикой только в инерциальных системах отсчета.
- Инерциальные системы отсчета — это системы отсчета, в которых принцип инерции верен.
Но принцип инерции сам по себе является одним из законов физики. Таким образом, по сути, мы говорим, что законы физики верны в рамках, где законы физики верны. Возможно, удивительно, что физика, основанная на этой тавтологии, вообще работает. Но это работает очень хорошо.
Вы можете поразмышлять над тем фактом, что после 1905 года мы можем сказать, что относительным является не только равномерное движение, но и ускорение. Если два наблюдателя ускоряются относительно друг друга, мы не можем сказать, какой из них «действительно» ускоряется, потому что нет абсолютной системы отсчета, с которой мы могли бы сравнить движения двух наблюдателей. Однако мы знаем, что если один из этих наблюдателей находится в инерциальной системе отсчета, то другой — нет.
Рассмотрение относительного ускорения — одна из тем 9 Эйнштейна.0036 Общая теория относительности от 1916 года.
Почему курица перешла дорогу?
- Аристотель:
- Курам свойственно переходить дорогу.
- Ньютон:
- Потому что никакая сила не вызывала изменения состояния курицы при однородном пересечении дороги.
- Эйнштейн:
- Курица переходит дорогу или дорога движется под курицей?
Inertial Frames of Reference распространяется по незаявленной лицензии и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- source@https://ocw. mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-013-electromagnetics-and-applications-spring-2009
специальная теория относительности. Инерциальные системы отсчета. Описание инерциальной системы отсчета
спросил
Изменено 5 лет, 7 месяцев назад
Просмотрено 2к раз
$\begingroup$
Инерциальная система отсчета описывается как система отсчета, в которой выполняется первый закон Ньютона (закон инерции). Это означает, что все события, описанные в отношении этой системы отсчета, должны иметь нулевую результирующую силу, действующую на нее, и, следовательно, следуют прямой линии с равномерным непоступательным движением. Но я читал в некоторых книгах, особенно «Введение в специальную теорию относительности» известного Роберта Резника, где его определение инерциальной системы отсчета также относится к такой системе отсчета как к неускоренной системе. Вот тут я в замешательстве.
Как мы можем описать систему отсчета как неускоренную, если мы занимаем саму систему отсчета? Ни один механический эксперимент, проводимый исключительно в рамках одной системы отсчета, не может определить абсолютное движение этой системы отсчета относительно другой системы отсчета. Все, что можно понять, это то, что существует некое равномерное относительное движение между системами отсчета и не более того. Говорит ли Роберт Резник, что инерциальная система отсчета не имеет ускорения по отношению к другой системе отсчета?
- специальная теория относительности
- системы отсчета
- инерциальные системы отсчета
$\endgroup$
$\begingroup$
Да, (любая) инерциальная система отсчета не имеет ускорения относительно любой другой инерциальной системы отсчета. Предыдущее предложение, если бы это было единственное, что мы могли бы сказать, было бы круговым определением своего рода инерциальных систем. Но, имея одну инерциальную систему отсчета, этого все равно было бы достаточно, чтобы найти все остальные инерциальные системы отсчета.
Вам следует рассматривать ситуацию следующим образом: теория Ньютона или, аналогично, специальная теория относительности Эйнштейна постулирует существование инерциальных систем отсчета. Можно также сказать, что это те, в которых все объекты, не подверженные действию каких-либо сил, остаются в равномерном движении в одном и том же направлении. Можно видеть, что предыдущее предложение подразумевает, что существует бесконечно много инерциальных систем отсчета; и они находятся в равномерном безускоренном движении относительно друг друга.
Все остальные системы отсчета, те, которые не находятся в равномерном безускоренном движении в том же направлении относительно инерциальной системы отсчета, являются неинерционными и согласно этим системам отсчета объекты могут двигаться по криволинейным или ускоренным траекториям, даже если на них не действуют никакие силы.
$\endgroup$
2
$\begingroup$
все события, описанные в отношении этой системы отсчета, должны иметь нулевую результирующую силу, действующую на нее
Это неправильно: в инерциальной системе отсчета могут существовать ненулевые силы. Они должны подчиняться законам Ньютона. Если силы не подчиняются законам Ньютона в вашей системе отсчета, то это не инерциальная система.
Законы Ньютона верны только в инерциальной системе отсчета. Что такое инерциальная система отсчета? Тот, в котором законы Ньютона верны.
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Хотя вы не можете провести эксперимент, чтобы определить, двигаетесь ли вы с постоянной скоростью, вы МОЖЕТЕ определить, ускоряетесь ли вы. В таких случаях, чтобы понять смысл того, что вы видите, вам нужно добавить некоторые «фальшивые» силы, чтобы второй закон Ньютона работал правильно.
Примером этого является то, как ваше тело кажется «вынужденным» в одну сторону, когда движущаяся машина делает крутой поворот, или «вынужденным» двигаться вперед, когда ваша машина тормозит. Ваш ускоряющийся (= меняющий скорость) автомобиль является ускоряющейся системой отсчета. Если вы сделаете неверное предположение, что ваша система отсчета, связанная с увеселительной поездкой, не ускоряется, то для того, чтобы заставить работать второй закон Ньютона, вам придется настаивать на том, что существует около реальных сил, заставляющих ваше тело двигаться вбок вокруг поворачивать или наклонять тело вперед во время торможения автомобиля. Что еще сложнее, так это объяснить, почему такие силы зависят от скоростей объектов вне автомобиля, поскольку вы предположили, что вы находитесь в постоянной скорости или в состоянии покоя.
$\endgroup$
$\begingroup$
Инерциальная система отсчета описывается как система отсчета, в которой выполняется первый закон Ньютона (закон инерции). Это означает, что все события, описанные в отношении этой системы отсчета, должны иметь нулевую результирующую силу, действующую на нее, и, следовательно, очерчивать прямую линию с однородным непоступательным движением.
Ваше объяснение выделенного жирным шрифтом заявления является искажением. Прежде всего, все инерциальные системы отсчета движутся с относительной скоростью по отношению друг к другу. Вы никогда не можете сказать, движется ли ваша инерциальная система отсчета, вы можете только наблюдать, что все другие системы отсчета кадры движутся с определенной скоростью относительно вашей системы отсчета. Так что книга, которую вы процитировали, скорее всего, означает это. Тем не менее, на тела в инерциальной системе отсчета могут действовать ненулевые силы.
Leave A Comment