Acasă » Instalarea fundației » Exemple de relativitate a traiectoriei în diferite sisteme de referință. Relativitatea mișcării mecanice

Exemple de relativitate a traiectoriei în diferite sisteme de referință. Relativitatea mișcării mecanice

Este posibil să fii staționar și să te miști în continuare mai repede decât o mașină de Formula 1? Se dovedește că este posibil. Orice mișcare depinde de alegerea sistemului de referință, adică orice mișcare este relativă. Tema lecției de astăzi: „Relativitatea mișcării. Legea adunării deplasărilor și vitezelor.” Vom învăța cum să alegem un sistem de referință într-un caz dat și cum să găsim deplasarea și viteza unui corp.

Mișcarea mecanică este modificarea poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri în timp. Expresia cheie din această definiție este „față de alte organisme”. Fiecare dintre noi este nemișcat față de orice suprafață, dar față de Soare noi, împreună cu întregul Pământ, efectuăm mișcare orbitală cu o viteză de 30 km/s, adică mișcarea depinde de sistemul de referință.

Un sistem de referință este un set de sisteme de coordonate și ceasuri asociate corpului în raport cu care mișcarea este studiată. De exemplu, atunci când descriem mișcările pasagerilor în interiorul unei mașini, sistemul de referință poate fi asociat cu o cafenea de pe marginea drumului, sau cu interiorul unei mașini, sau cu o mașină care se deplasează din sens opus, dacă estimăm timpul de depășire (Fig. 1). .

Orez. 1. Selectarea sistemului de referință

Ce mărimi și concepte fizice depind de alegerea sistemului de referință?

1. Poziția corpului sau coordonatele

Să luăm în considerare un punct arbitrar. În diferite sisteme are coordonate diferite (Fig. 2).

Orez. 2. Coordonatele unui punct în diferite sisteme de coordonate

2. Traiectorie

Luați în considerare traiectoria unui punct de pe elicea unui avion în două cadre de referință: cadrul de referință asociat cu pilotul și cadrul de referință asociat cu observatorul de pe Pământ. Pentru pilot, acest punct va efectua o rotație circulară (Fig. 3).

Orez. 3. Rotație circulară

În timp ce pentru un observator de pe Pământ traiectoria acestui punct va fi o linie elicoidală (Fig. 4). Evident, traiectoria depinde de alegerea sistemului de referință.

Orez. 4. Traseu elicoidal

Relativitatea traiectoriei. Traiectorii mișcării corpului în diverse sisteme de referință

Să luăm în considerare modul în care traiectoria mișcării se modifică în funcție de alegerea sistemului de referință folosind exemplul unei probleme.

Sarcină

Care va fi traiectoria punctului de la capătul elicei în diferite puncte de referință?

1. În CO asociat cu pilotul aeronavei.

2. În CO asociat cu observatorul de pe Pământ.

Soluţie:

1. Nici pilotul, nici elicea nu se deplasează în raport cu avionul. Pentru pilot, traiectoria punctului va părea a fi un cerc (Fig. 5).

Orez. 5. Traiectoria punctului relativ la pilot

2. Pentru un observator de pe Pământ, un punct se mișcă în două moduri: rotind și înainte. Traiectoria va fi elicoidală (Fig. 6).

Orez. 6. Traiectoria unui punct în raport cu un observator de pe Pământ

Răspuns : 1) cerc; 2) helix.

Folosind această problemă ca exemplu, am fost convinși că traiectoria este un concept relativ.

Ca test independent, vă sugerăm să rezolvați următoarea problemă:

Care va fi traiectoria unui punct de la capătul roții în raport cu centrul roții, dacă această roată se mișcă înainte, și în raport cu punctele de pe sol (un observator staționar)?

3. Mișcarea și calea

Să luăm în considerare o situație în care o plută plutește și la un moment dat un înotător sare de pe ea și încearcă să treacă pe malul opus. Mișcarea înotătorului față de pescarul care stă pe mal și față de plută va fi diferită (Fig. 7).

Mișcarea relativă la sol se numește absolută, iar relativă la un corp în mișcare - relativă. Mișcarea unui corp în mișcare (plută) în raport cu un corp staționar (pescăr) se numește portabil.

Orez. 7. Mișcarea înotătorului

Din exemplu rezultă că deplasarea și calea sunt cantități relative.

4. Viteza

Folosind exemplul anterior, puteți arăta cu ușurință că viteza este, de asemenea, o cantitate relativă. La urma urmei, viteza este raportul dintre mișcare și timp. Timpul nostru este același, dar călătoria noastră este diferită. Prin urmare, viteza va fi diferită.

Se numește dependența caracteristicilor mișcării de alegerea sistemului de referință relativitatea mișcării.

În istoria omenirii au existat cazuri dramatice asociate tocmai cu alegerea unui sistem de referință. Execuția lui Giordano Bruno, abdicarea lui Galileo Galilei - toate acestea sunt consecințe ale luptei dintre susținătorii cadrului de referință geocentric și cadrul de referință heliocentric. A fost foarte greu pentru omenire să se obișnuiască cu ideea că Pământul nu este deloc centrul universului, ci o planetă complet obișnuită. Iar mișcarea poate fi considerată nu numai relativă la Pământ, această mișcare va fi absolută și relativă la Soare, stele sau orice alte corpuri. Descrieți mișcarea corpuri cereștiîn cadrul de referință asociat cu Soarele este mult mai convenabil și mai simplu, acest lucru a fost arătat în mod convingător mai întâi de Kepler, iar apoi de Newton, care, pe baza unei considerații a mișcării Lunii în jurul Pământului, a dedus faimoasa sa lege a universalității. gravitația.

Dacă spunem că traiectoria, calea, deplasarea și viteza sunt relative, adică depind de alegerea sistemului de referință, atunci nu spunem asta despre timp. În cadrul mecanicii clasice sau newtoniene, timpul este o valoare absolută, adică curge în mod egal în toate sistemele de referință.

Să luăm în considerare cum să găsim deplasarea și viteza într-un sistem de referință dacă ne sunt cunoscute într-un alt sistem de referință.

Să luăm în considerare situația anterioară, când o plută plutește și la un moment dat un înotător sare de pe ea și încearcă să treacă pe malul opus.

Cum este conectată mișcarea unui înotător față de un SO staționar (asociat cu pescarul) cu mișcarea unui SO relativ mobil (asociat cu pluta) (Fig. 8)?

Orez. 8. Ilustrație pentru problema

Am numit mișcare într-un cadru de referință staționar. Din triunghiul vectorial rezultă că . Acum să trecem la găsirea relației dintre viteze. Să ne amintim că în cadrul mecanicii newtoniene, timpul este o valoare absolută (timpul curge la fel în toate sistemele de referință). Aceasta înseamnă că fiecare termen din egalitatea anterioară poate fi împărțit în timp. Primim:

Aceasta este viteza cu care se mișcă un înotător pentru un pescar;

Aceasta este viteza proprie a înotătorului;

Aceasta este viteza plutei (viteza râului).

Problemă privind legea adunării vitezelor

Să luăm în considerare legea adunării vitezelor folosind un exemplu de problemă.

Sarcină

Două mașini se mișcă una spre alta: prima mașină cu viteză, a doua cu viteză. Cu ce viteză se apropie mașinile una de alta (Fig. 9)?

Orez. 9. Ilustrație pentru problema

Soluţie

Să aplicăm legea adunării vitezelor. Pentru a face acest lucru, să trecem de la CO obișnuit asociat cu Pământul la CO asociat cu prima mașină. Astfel, prima mașină devine staționară, iar cea de-a doua se deplasează spre ea cu viteză (viteză relativă). Cu ce viteză, dacă prima mașină staționează, se rotește Pământul în jurul primei mașini? Se rotește cu o viteză, iar viteza este direcționată în direcția vitezei celei de-a doua mașini (viteza de transfer). Se însumează doi vectori care sunt direcționați de-a lungul aceleiași drepte. .

Răspuns: .

Limitele de aplicabilitate ale legii adunării vitezelor. Legea adunării vitezelor în teoria relativității

Multă vreme s-a crezut că legea clasică a adunării vitezelor este întotdeauna valabilă și se aplică tuturor sistemelor de referință. Cu toate acestea, cu aproximativ ani în urmă s-a dovedit că în unele situații această lege nu funcționează. Să luăm în considerare acest caz folosind un exemplu de problemă.

Imaginați-vă că vă aflați pe o rachetă spațială care se mișcă cu o viteză de . Iar căpitanul rachetei spațiale aprinde lanterna în direcția de mișcare a rachetei (Fig. 10). Viteza de propagare a luminii în vid este de . Care va fi viteza luminii pentru un observator staționar pe Pământ? Va fi egală cu suma vitezelor luminii și a rachetei?

Orez. 10. Ilustrație pentru problema

Cert este că aici fizica se confruntă cu două concepte contradictorii. Pe de o parte, conform electrodinamicii lui Maxwell, viteza maxima este viteza luminii și este egală cu . Pe de altă parte, conform mecanicii newtoniene, timpul este o valoare absolută. Problema a fost rezolvată atunci când Einstein a propus teoria specială a relativității, sau mai degrabă postulatele acesteia. El a fost primul care a sugerat că timpul nu este absolut. Adică, undeva curge mai repede, iar undeva mai încet. Desigur, în lumea noastră de viteze mici nu observăm acest efect. Pentru a simți această diferență, trebuie să ne mișcăm cu viteze apropiate de viteza luminii. Pe baza concluziilor lui Einstein, a fost obținută legea adunării vitezelor în teoria relativității speciale. Arata cam asa:

Aceasta este viteza relativă la un CO staționar;

Aceasta este viteza CO relativ mobil;

Aceasta este viteza CO în mișcare în raport cu CO staționar.

Dacă înlocuim valorile din problema noastră, aflăm că viteza luminii pentru un observator staționar pe Pământ va fi de .

Controversa a fost rezolvată. De asemenea, vă puteți asigura că dacă vitezele sunt foarte mici în comparație cu viteza luminii, atunci formula pentru teoria relativității se transformă în formula clasică pentru adăugarea vitezelor.

În cele mai multe cazuri vom folosi legea clasică.

Astăzi am aflat că mișcarea depinde de sistemul de referință, că viteza, calea, mișcarea și traiectoria sunt concepte relative. Iar timpul, în cadrul mecanicii clasice, este un concept absolut. Am învățat să aplicăm cunoștințele dobândite analizând câteva exemple tipice.

Referințe

Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizica (nivel de bază) - M.: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a X-a. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica - 9, Moscova, Educație, 1990.

Portalul de internet Class-fizika.narod.ru ().
Portalul de internet Nado5.ru ().
Portalul de internet Fizika.ayp.ru ().

Teme pentru acasă

Definiți relativitatea mișcării.
Ce mărimi fizice depind de alegerea sistemului de referință?

Dacă, pe vreme calmă, un pasager care se trezește în cabina unui iaht cu vele se uită pe fereastră, nu va înțelege imediat dacă nava navighează sau este în derivă. În spatele sticlei groase se află suprafața monotonă a mării, deasupra este cerul albastru cu nori nemișcați. Cu toate acestea, în orice caz, iahtul va fi în mișcare. Și mai mult, în mai multe mișcări deodată în raport cu diferite sisteme de referință. Chiar și fără a ține cont de scara cosmică, această persoană, fiind în repaus în raport cu carena iahtului, se află într-o stare de mișcare față de masa de apă din jurul său. Acest lucru poate fi văzut în urma. Dar chiar dacă iahtul este în derivă cu vela coborâtă, se mișcă odată cu fluxul de apă care formează curentul marin.

Astfel, orice corp care se află în repaus față de un corp (sistem de referință) se află simultan într-o stare de mișcare față de alt corp (alt sistem de referință).

Principiul relativității lui Galileo

Oamenii de știință medievali s-au gândit deja la relativitatea mișcării, iar în Renaștere aceste idei și-au primit dezvoltare ulterioară. „De ce nu simțim rotația Pământului?” – s-au întrebat gânditorii. Galileo Galilei a dat o formulare clară bazată pe legi fizice principiului relativității. „Pentru obiectele capturate prin mișcare uniformă”, a concluzionat omul de știință, „aceasta din urmă nu pare să existe și își manifestă efectul numai asupra lucrurilor care nu iau parte la el”. Adevărat, această afirmație este valabilă numai în cadrul legilor mecanicii clasice.

Relativitatea traseului, a traiectoriei și a vitezei

Distanța parcursă, traiectoria și viteza unui corp sau punct vor fi de asemenea relative în funcție de sistemul de referință ales. Luați exemplul bărbatului care merge prin trăsuri. Calea lui într-o anumită perioadă de timp în raport cu trenul va fi egală cu distanța parcursă de propriile picioare. Drumul va consta din distanța parcursă și distanța parcursă direct de persoană, indiferent de direcția în care a mers. La fel si cu viteza. Dar aici viteza de mișcare a unei persoane față de sol va fi mai mare decât viteza de mișcare - dacă persoana merge în direcția trenului și mai mică - dacă merge în direcția opusă mișcării.

Este convenabil să urmăriți relativitatea traiectoriei unui punct folosind exemplul unei piulițe atașate la janta unei roți de bicicletă și ținând o spiță. Va fi nemișcat față de jantă. În raport cu corpul bicicletei, aceasta va fi traiectoria unui cerc. Și față de sol, traiectoria acestui punct va fi un lanț continuu de semicercuri.

Egal cu diferența vectorială a vitezelor specificate în raport cu un cadru de referință fix.

Când se studiază mișcarea mecanică, ea este subliniată în primul rând relativitatea. Când se studiază diferite proprietăți ale mișcării corpului, se presupune că mișcare absolută(adică mișcarea legată de axele fixe). În multe cazuri, devine necesar să se determine mișcare relativă, referitor la un sistem de referință care se mișcă în raport cu axele fixe.

Mișcare relativă un punct în raport cu un cadru de referință în mișcare poate fi considerat mișcare absolută și are toate proprietățile mișcării absolute.

Mișcarea poate fi privită în diferite moduri sisteme de referință. Alegerea unui sistem de raportare este dictată de comoditate: acesta trebuie ales astfel încât mișcarea studiată și tiparele acesteia să pară cât mai simple posibil. Pentru a trece de la un sistem de referință la altul, este necesar să știm care caracteristici ale mișcării se schimbă și cum și care rămân neschimbate.

Pe baza experimentelor, se poate argumenta că atunci când se consideră mișcările care au loc la viteze mici în comparație cu viteza luminii, timpul este constant în toate sistemele de referință, ceea ce înseamnă că atunci când este măsurat în orice sistem de referință, intervalul de timp dintre două evenimente este același. .

În ceea ce privește caracteristicile spațiale, poziția corpului se modifică la trecerea la un alt cadru de referință, dar locația spațială a acestor două evenimente nu se schimbă.

Acum să luăm în considerare modificarea vitezei de mișcare a corpurilor la trecerea de la un sistem de referință la altul, care se deplasează în raport cu primul.

Să luăm în considerare un exemplu de traversare pe un feribot care se deplasează înainte în raport cu țărmurile (față de sol). Vectorul de mișcare a pasagerului față de țărmuri va fi notat cu Δr, și în raport cu feribotul - prin Δr´. Deplasarea feribotului față de sol în același timp Δt notează prin ΔR. În acest caz

Δr = ΔR + Δr´.

Să împărțim termenul de egalitate cu termen într-o perioadă de timp Δtîn timpul cărora s-au produs aceste mişcări. Mergând la limită Δt>0, obținem o relație similară pentru viteze:

υ = V + υ ´

Unde υ - viteza pasagerului față de sol, V- viteza feribotului față de sol, υ ´ este viteza pasagerului în raport cu feribotul. Această egalitate exprimă regula de adunare a vitezei, care, cu participarea simultană a corpului în două mișcări, poate fi interpretat ca legea conversiei vitezei corpurile la trecerea de la un sistem de referință la altul. De fapt, υ Şi υ ´ - viteza pasagerului în două sisteme de referință diferite și V- viteza unui sistem (feribot) față de altul (sol).

Din formula (2) rezultă că viteza relativa două corpuri sunt aceleași în toate sistemele de referință. Când treceți la un nou sistem de referință, același vector este adăugat la viteza fiecărui corp V viteza sistemului de referință. Prin urmare, diferența dintre vectorii viteză ai corpurilor υ - υ ´ nu se schimbă. Viteza relativă tel este absolut.

Orez. 1. Selectarea sistemului de referință

Ce mărimi și concepte fizice depind de alegerea sistemului de referință?

1. Poziția corpului sau coordonatele

Să luăm în considerare un punct arbitrar. În diferite sisteme are coordonate diferite (Fig. 2).

Orez. 2. Coordonatele unui punct în diferite sisteme de coordonate

2. Traiectorie

Orez. 3. Rotație circulară

În timp ce pentru un observator de pe Pământ traiectoria acestui punct va fi o linie elicoidală (Fig. 4). Evident, traiectoria depinde de alegerea sistemului de referință.

Orez. 4. Traseu elicoidal

Relativitatea traiectoriei. Traiectorii mișcării corpului în diverse sisteme de referință

Să luăm în considerare modul în care traiectoria mișcării se modifică în funcție de alegerea sistemului de referință folosind exemplul unei probleme.

Sarcină

Care va fi traiectoria punctului de la capătul elicei în diferite puncte de referință?

1. În CO asociat cu pilotul aeronavei.

2. În CO asociat cu observatorul de pe Pământ.

Soluţie:

1. Nici pilotul, nici elicea nu se deplasează în raport cu avionul. Pentru pilot, traiectoria punctului va părea a fi un cerc (Fig. 5).

Orez. 5. Traiectoria punctului relativ la pilot

2. Pentru un observator de pe Pământ, un punct se mișcă în două moduri: rotind și înainte. Traiectoria va fi elicoidală (Fig. 6).

Orez. 6. Traiectoria unui punct în raport cu un observator de pe Pământ

Răspuns : 1) cerc; 2) helix.

Folosind această problemă ca exemplu, am fost convinși că traiectoria este un concept relativ.

Ca test independent, vă sugerăm să rezolvați următoarea problemă:

Care va fi traiectoria unui punct de la capătul roții în raport cu centrul roții, dacă această roată se mișcă înainte, și în raport cu punctele de pe sol (un observator staționar)?

3. Mișcarea și calea

Orez. 7. Mișcarea înotătorului

Din exemplu rezultă că deplasarea și calea sunt cantități relative.

4. Viteza

Se numește dependența caracteristicilor mișcării de alegerea sistemului de referință relativitatea mișcării.

În istoria omenirii au existat cazuri dramatice asociate tocmai cu alegerea unui sistem de referință. Execuția lui Giordano Bruno, abdicarea lui Galileo Galilei - toate acestea sunt consecințe ale luptei dintre susținătorii cadrului de referință geocentric și cadrul de referință heliocentric. A fost foarte greu pentru omenire să se obișnuiască cu ideea că Pământul nu este deloc centrul universului, ci o planetă complet obișnuită. Iar mișcarea poate fi considerată nu numai relativă la Pământ, această mișcare va fi absolută și relativă la Soare, stele sau orice alte corpuri. Descrierea mișcării corpurilor cerești într-un cadru de referință asociat cu Soarele este mult mai convenabilă și mai simplă, acest lucru a fost demonstrat mai întâi de Kepler, iar apoi de Newton, care, pe baza mișcării Lunii în jurul Pământului, a derivat; celebra sa lege a gravitației universale.

Să luăm în considerare cum să găsim deplasarea și viteza într-un sistem de referință dacă ne sunt cunoscute într-un alt sistem de referință.

Să luăm în considerare situația anterioară, când o plută plutește și la un moment dat un înotător sare de pe ea și încearcă să treacă pe malul opus.

Cum este conectată mișcarea unui înotător față de un SO staționar (asociat cu pescarul) cu mișcarea unui SO relativ mobil (asociat cu pluta) (Fig. 8)?

Orez. 8. Ilustrație pentru problema

Aceasta este viteza cu care se mișcă un înotător pentru un pescar;

Aceasta este viteza proprie a înotătorului;

Aceasta este viteza plutei (viteza râului).

Problemă privind legea adunării vitezelor

Să luăm în considerare legea adunării vitezelor folosind un exemplu de problemă.

Sarcină

Două mașini se mișcă una spre alta: prima mașină cu viteză, a doua cu viteză. Cu ce viteză se apropie mașinile una de alta (Fig. 9)?

Orez. 9. Ilustrație pentru problema

Soluţie

Răspuns: .

Limitele de aplicabilitate ale legii adunării vitezelor. Legea adunării vitezelor în teoria relativității

Orez. 10. Ilustrație pentru problema

Cert este că aici fizica se confruntă cu două concepte contradictorii. Pe de o parte, conform electrodinamicii lui Maxwell, viteza maximă este viteza luminii și este egală cu . Pe de altă parte, conform mecanicii newtoniene, timpul este o valoare absolută. Problema a fost rezolvată atunci când Einstein a propus teoria specială a relativității, sau mai degrabă postulatele acesteia. El a fost primul care a sugerat că timpul nu este absolut. Adică, undeva curge mai repede, iar undeva mai încet. Desigur, în lumea noastră de viteze mici nu observăm acest efect. Pentru a simți această diferență, trebuie să ne mișcăm cu viteze apropiate de viteza luminii. Pe baza concluziilor lui Einstein, a fost obținută legea adunării vitezelor în teoria relativității speciale. Arata cam asa:

Aceasta este viteza relativă la un CO staționar;

Aceasta este viteza CO relativ mobil;

Aceasta este viteza CO în mișcare în raport cu CO staționar.

Dacă înlocuim valorile din problema noastră, aflăm că viteza luminii pentru un observator staționar pe Pământ va fi de .

În cele mai multe cazuri vom folosi legea clasică.

Referințe

Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizica (nivel de bază) - M.: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a X-a. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica - 9, Moscova, Educație, 1990.

Portalul de internet Class-fizika.narod.ru ().
Portalul de internet Nado5.ru ().
Portalul de internet Fizika.ayp.ru ().

Teme pentru acasă

Definiți relativitatea mișcării.
Ce mărimi fizice depind de alegerea sistemului de referință?

Relativitatea mișcării mecanice

Mișcarea în fizică este mișcarea unui corp în spațiu, care are propriile sale caracteristici specifice.

Mișcarea mecanică poate fi reprezentată ca o schimbare a poziției unui anumit corp material în spațiu. Toate schimbările trebuie să apară una față de alta în timp.

Tipuri de mișcare mecanică

Mișcarea mecanică este de trei tipuri principale:

mișcare dreaptă;
mișcare uniformă;
mișcare curbilinie.

Pentru a rezolva probleme de fizică, se obișnuiește să se utilizeze presupuneri sub forma reprezentării unui obiect ca punct material. Acest lucru are sens în cazurile în care forma, dimensiunea și corpul pot fi ignorate în parametrii săi adevărați, iar obiectul studiat poate fi selectat ca punct specific.

Există mai multe condiții de bază când metoda de implementare este utilizată pentru a rezolva o problemă punct material:

în cazurile în care dimensiunea corpului este extrem de mică în raport cu distanța pe care o parcurge;
în cazurile în care corpul se mişcă translaţional.

Mișcarea de translație are loc în momentul în care toate punctele unui corp material se mișcă în mod egal. De asemenea, corpul se va mișca într-o manieră translațională atunci când o linie dreaptă este trasată prin două puncte ale acestui obiect și ar trebui să se miște paralel cu locația sa inițială.

Când se începe studiul relativității mișcării mecanice, se introduce conceptul de sistem de referință. Este format împreună cu un corp de referință și un sistem de coordonate, inclusiv un ceas pentru numărarea timpului de mișcare. Toate elementele alcătuiesc sistem unificat numărătoarea inversă.

Sistem de referință

Nota 2

Un corp de referință este considerat a fi un corp în raport cu care este determinată poziția altor corpuri în mișcare.

Dacă nu adăugați date suplimentare la soluția problemei calculării mișcării mecanice, atunci nu va fi vizibil, deoarece toate mișcările corpului sunt calculate în raport cu interacțiunea cu alte corpuri fizice.

Oamenii de știință au introdus concepte suplimentare pentru a înțelege fenomenul, inclusiv:

mișcare uniformă rectilinie;
viteza de mișcare a corpului.

Cu ajutorul lor, cercetătorii au încercat să descopere cum se mișcă corpul în spațiu. În special, a fost posibil să se determine tipul de mișcare a corpului în raport cu observatorii care au avut viteze diferite. S-a dovedit că rezultatul observației depinde de raportul dintre vitezele de mișcare ale corpului și observatorii unul față de celălalt. Toate calculele au folosit formulele mecanicii clasice.

Există mai multe sisteme de referință de bază care sunt utilizate la rezolvarea problemelor:

mobil;
nemişcat;
inerțială.

Când luăm în considerare mișcarea în raport cu un cadru de referință în mișcare, se folosește legea clasică a adunării vitezelor. Viteza corpului față de sistemul de referință staționar va fi egală cu suma vectorială a vitezei corpului față de cadrul de referință în mișcare, precum și viteza cadrului de referință în mișcare față de cel staționar.

$\overline(v) = \overline(v_(0)) + \overline(v_(s))$, unde:

$\overline(v)$ - viteza corpului într-un cadru de referință fix,
$\overline(v_(0))$ este viteza corpului conform cadrului de referință în mișcare,
$\overline(v_(s))$ este viteza factorului suplimentar care influențează determinarea vitezei.

Relativitatea mișcării mecanice constă în relativitatea vitezei cu care se mișcă corpurile. Vitezele corpurilor în raport cu diferite sisteme de referință vor diferi și ele. De exemplu, viteza unei persoane într-un tren sau avion va diferi în funcție de sistemul de referință în care sunt determinate aceste viteze.

Vitezele variază în direcție și magnitudine. Determinarea unui obiect specific de studiu în timpul mișcării mecanice joacă un rol vital în calcularea parametrilor mișcării unui punct material. Vitezele pot fi determinate într-un cadru de referință care este asociat cu vehiculele în mișcare sau pot fi în dependență relativă de Pământul staționar sau de rotația acestuia pe orbită în spațiu.

Această situație poate fi modelată folosind exemplu simplu. Merg mai departe feroviar trenul va efectua mișcări mecanice față de un alt tren care se deplasează pe căi paralele sau față de Pământ. Soluția problemei depinde direct de sistemul de referință ales. Sistemele de referință diferite vor avea traiectorii de mișcare diferite. Cu mișcarea mecanică, traiectoria este de asemenea relativă. Calea parcursă de corp depinde de sistemul de referință ales. În mișcarea mecanică, calea este relativă.

Dezvoltarea relativității mișcării mecanice

De asemenea, conform legii inerției, au început să se formeze sisteme de referință inerțiale.

Procesul de realizare a relativității mișcării mecanice a durat o perioadă istorică considerabilă. Dacă la început modelul sistemului geocentric al lumii (Pământul este centrul Universului) a fost considerat acceptabil pentru o lungă perioadă de timp, atunci mișcarea corpurilor în diferite sisteme de referință a început să fie luată în considerare în timpul celebrului om de știință Nicolaus Copernic, care a format modelul heliocentric al lumii. Potrivit ei, planetele sistem solar se rotesc în jurul Soarelui și, de asemenea, se rotesc în jurul propriei axe.

Structura sistemului de referință s-a schimbat, ceea ce a condus ulterior la construirea unui sistem heliocentric progresiv. Acest model de astăzi face posibilă rezolvarea diferitelor obiective și probleme științifice, inclusiv în domeniul astronomiei aplicate, atunci când traiectoriile stelelor, planetelor și galaxiilor sunt calculate pe baza metodei relativității.

La începutul secolului al XX-lea a fost formulată teoria relativității, care se bazează și pe principiile fundamentale ale mișcării mecanice și ale interacțiunii corpurilor.

Toate formulele care sunt folosite pentru a calcula mișcările mecanice ale corpurilor și pentru a determina viteza lor au sens la viteze mai mici decât viteza luminii în vid.

Principiul relativității lui Galileo

Relativitatea traseului, a traiectoriei și a vitezei

Tipuri de mișcare mecanică

Sistem de referință

Dezvoltarea relativității mișcării mecanice

Articole înrudite