Αδρανειακά και ομοιόμορφα επιταχυνόμενα πλαίσια

Η ικανότητα ενός σώματος να παραμένει στάσιμο ή σε κινούμενη κατάσταση έως ότου την αντιπροσωπεύει μια περιφερειακή δύναμη είναι γνωστή ως αδράνεια. Το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς το λαμβάνει υπόψη αυτό. Εκτός εάν εκτοπιστεί από μια εξωτερική δύναμη, όλοι διατηρούν τη στάση ανάπαυσης ή κίνησης. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να καθοριστεί ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς. Ένα ακίνητο αυτοκίνητο ή ένα λεωφορείο που κινείται με σταθερή ταχύτητα είναι παραδείγματα αδρανειακών πλαισίων αναφοράς.

Ο όρος "μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς" μπορεί να οριστεί ως το πλαίσιο αναφοράς υπερβολικής ταχύτητας. Σε ένα μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, ένα σώμα δεν φαίνεται να υπακούει στους νόμους της αδράνειας. Σε αυτή την περίπτωση, ο πρώτος νόμος κίνησης του Νεύτωνα δεν είναι πλέον εφαρμόσιμος. Η επιτάχυνση ενός μη αδρανειακού πλαισίου μετριέται με βάση ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς. Όταν ένα αυτοκίνητο κινείται με συγκεκριμένη ταχύτητα, λέγεται ότι βρίσκεται σε μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς.

Πλαίσια αναφοράς

Μιλήσαμε για ταχύτητα, επιτάχυνση και μετατόπιση. Ωστόσο, για να μετρηθούν όλες οι μετρήσεις που αναφέρθηκαν προηγουμένως σε ένα σενάριο πραγματικής περίπτωσης χρήσης, όλα αυτά τα στοιχεία απαιτούν ένα πλαίσιο αναφοράς βάσει του οποίου μπορούν να δοκιμαστούν.

Στη φυσική, ένα πλαίσιο αναφοράς αποτελείται από ένα αφηρημένο σύστημα συντεταγμένων και μια συλλογή φυσικών σημείων αναφοράς που αργότερα ορίζουν το εναρμονισμένο σύστημα και τυποποιούν τις μετρήσεις μέσα σε αυτό.

Τύποι πλαισίων αναφοράς

Τα πλαίσια αναφοράς μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες. Ακολουθεί μια λίστα με αυτά:

Αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς

Ο όρος "αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς" μπορεί να οριστεί ως το πλαίσιο αναφοράς στο οποίο ισχύει ο νόμος του Νεύτωνα. Δηλαδή, εάν δεν υπάρχει εξωτερική δύναμη σε ένα αντικείμενο, αυτό θα παραμείνει σε ηρεμία ή θα κινείται σταθερά. Αν υποθέσουμε ότι ένα σώμα διατηρείται στην επιφάνεια της γης, είναι σε ηρεμία για έναν γήινο αλλά σε κίνηση; Ποιο θα είναι το αδρανειακό σύστημα αναφοράς της γης;

Ένα πλαίσιο αναφοράς που θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς αναφέρεται ως αδρανειακό πλαίσιο. Σύμφωνα με έναν ευρύτερο ορισμό, ένα αδρανειακό πλαίσιο βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται με σταθερή ταχύτητα γύρω από το φανταστικό μας αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς.

Μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς

Μιλώντας για αδρανειακά και μη αδρανειακά πλαίσια αναφοράς, το τελευταίο κινείται πιο γρήγορα από το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς. Ο νόμος του Νεύτωνα δεν θα ισχύει σε ορισμένες περιπτώσεις. Ως αποτέλεσμα, εάν η γη είναι ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, το φεγγάρι είναι ένα μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς επειδή κινείται πιο γρήγορα από τη γη. Ωστόσο, θα χρειαστεί να εφαρμόσουμε κάποιες περίεργες δυνάμεις που ονομάζονται ψευδοδυνάμεις, αν θέλουμε να ισχύει εδώ ο κανόνας του Νεύτωνα.

Ένα πλαίσιο αναφοράς που ούτε τρέχει ούτε κινείται με σταθερή ταχύτητα αναφέρεται ως "αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς". Από την άλλη πλευρά, ένα μη αδρανειακό πλαίσιο πάντα επιταχύνει ή ακολουθεί μια κυκλική διαδρομή.

Επειδή οι εξισώσεις του Νεύτωνα ισχύουν σε αυτό το πλαίσιο όταν ο θεατής βρίσκεται στο διάστημα, ένα πλαίσιο που συνδέεται με τη γη είναι ένα αδρανειακό πλαίσιο -

Καθώς η γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, δεν μπορεί να είναι αδρανειακό πλαίσιο.

Ένα εξίσου επιταχυνόμενο πλαίσιο αναφοράς. Ένα σύνολο παρατηρητών S είναι καλά καθορισμένο ως συνήθως θεατών που παραμένουν στάσιμοι για έναν μόνο παρατηρητή Α που επιταχύνει με σταθερό ρυθμό σχετικά με τα κινούμενα αδρανειακά πλαίσια σε πραγματικό χρόνο. Λαμβάνεται υπόψη το ομοιόμορφα επιταχυνόμενο μονοδιάστατο πλαίσιο αναφοράς S. Οι γραμμές του κόσμου του Α, καθώς και αυτές των άλλων παρατηρητών που αποτελούν το S, καθορίζονται. Οι εξισώσεις μετασχηματισμού μεταξύ πολλαπλών συνόλων συντεταγμένων που είναι χρήσιμες για την έκφραση γεγονότων σε S ορίζονται προσεκτικά.

Η ταχύτητα και η συχνότητα των κυμάτων φωτός προσδιορίζονται ως συνάρτηση της θέσης τους στο S. Στο S, προσδιορίζεται ένα σωματίδιο ελεύθερης κίνησης. Διάφορα φαινόμενα στο S εξετάζονται, συμπεριλαμβανομένης της ασύμμετρης γήρανσης των διδύμων σε ηρεμία σε διάφορα σημεία και της ύπαρξης οριζόντων, που συνήθως συνδέονται με τη γενική σχετικότητα.

Συμπέρασμα

Ένα πλαίσιο αναφοράς είναι ένα σημείο αναφοράς έναντι του οποίου γίνεται οποιαδήποτε μέτρηση. Ο όρος «αδρανειακό πλαίσιο» αναφέρεται σε μια αναφορά που επηρεάζεται από την αδράνεια. Ο όρος «μη αδρανειακό πλαίσιο» αναφέρεται σε μια αναφορά χωρίς αδράνεια. Ο όρος «αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς» μπορεί να οριστεί ως το πλαίσιο αναφοράς που δεν κινείται ή δεν αναδεύεται με συνεχή ταχύτητα. Σε αντίθεση με το αδρανειακό σύστημα αναφοράς, ένα μη αδρανειακό σύστημα αναφοράς επιταχύνει ή ταξιδεύει σε κυκλική διαδρομή με σταθερή ταχύτητα.