Referenční systém

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 18. října 2021; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Referenční systém  je soubor těles, která jsou vůči sobě nehybná (referenční těleso), ve vztahu k nimž je pohyb uvažován (v souvisejícím souřadnicovém systému ), a hodin, které měří čas ( časové referenční systémy ) ve vztahu k za kterou se uvažuje pohyb libovolných těles [2] [3] [4] .

Matematicky je pohyb tělesa (nebo hmotného bodu) vzhledem ke zvolené vztažné soustavě popsán rovnicemi, které určují, jak se mění souřadnice určující polohu tělesa (bodu) v této vztažné soustavě v průběhu času t . Tyto rovnice se nazývají rovnice pohybu . Například v kartézských souřadnicích x, y, z je pohyb bodu určen rovnicemi , , .

V moderní fyzice je jakýkoli pohyb považován za relativní a pohyb tělesa by měl být uvažován pouze ve vztahu k nějakému jinému tělesu (referenčnímu tělesu) nebo soustavě těles. Nelze např. naznačit, jak se Měsíc obecně pohybuje, lze pouze určit jeho pohyb např. ve vztahu k Zemi, Slunci, hvězdám atp.

Další definice

Někdy - zejména v mechanice kontinua a obecné teorii relativity  - není vztažná soustava spojena s jediným tělesem, ale s kontinuem skutečných nebo imaginárních základních referenčních těles, která také definují souřadnicový systém. Světočáry referenčních těles „zametají“ časoprostor a v tomto případě nastavují kongruenci , vzhledem k níž lze uvažovat výsledky měření.

Relativita pohybu

Relativita mechanického pohybu je závislost trajektorie tělesa, ujeté vzdálenosti, posunutí a rychlosti na volbě vztažné soustavy.

Pohybující se tělesa v průběhu času mění svou polohu vůči ostatním tělesům v prostoru . Poloha auta uhánějícího po dálnici se mění vzhledem ke značkám na kilometrických sloupcích , poloha lodi plující v moři blízko pobřeží se mění vzhledem k pobřeží a pohyb letadla letícího nad zemí lze posuzovat podle změna jeho polohy vzhledem k povrchu Země . Lze ukázat, že stejné těleso se stejným pohybem se může současně pohybovat různými způsoby vzhledem k různým tělesům.

Lze tedy říci, že se některé těleso pohybuje pouze tehdy, je-li jasné, vůči kterému jinému tělesu - referenčnímu tělesu - se změnila jeho poloha.

Absolutní referenční systém

Ve fyzice je referenční systém často považován za nejvhodnější (privilegovaný) v rámci řešení daného problému - to je určeno jednoduchostí výpočtů nebo zápisem rovnic dynamiky těles a polí v něm. Obvykle je tato možnost spojena se symetrií problému.

Na druhou stranu se dříve věřilo, že existuje určitý „základní“ referenční rámec, jednoduchost psaní, ve které jej přírodní zákony odlišují od všech ostatních systémů. Takže Newton považoval absolutní prostor za vybraný referenční rámec a fyzici 19. století věřili, že systém, vůči němuž spočívá éter Maxwellovy elektrodynamiky, je privilegovaný, a proto byl nazýván absolutním referenčním rámcem (AFR). Nakonec byly předpoklady o existenci privilegované vztažné soustavy odmítnuty teorií relativity . V moderních koncepcích neexistuje žádný absolutní referenční systém, protože přírodní zákony , vyjádřené v tensorové formě , mají stejnou formu ve všech referenčních systémech - to znamená ve všech bodech prostoru a ve všech bodech v čase. Tato podmínka – lokální časoprostorová invariance  – je jedním z ověřitelných základů fyziky.

Někdy se absolutní referenční soustava nazývá soustava související s CMB , to znamená inerciální vztažná soustava, ve které CMB nemá dipólovou anizotropii .

Referenční tělo

Ve fyzice je referenční těleso soubor těles, která jsou vůči sobě nehybná, ve vztahu k nimž je pohyb uvažován (v souřadnicovém systému s nimi spojeném ). Spolu s hodinami, které počítají čas, tvoří vztažné těleso vztažnou soustavu [4] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Bronstein Ilja Nikolajevič a Semenďajev Konstantin Adolfovič . Příručka matematiky. M.: Nakladatelství "Science". Edice příručky fyzikální a matematické literatury., 1964, 608 stran, il. Strana 216 a násl.
  2. ↑ Referenční systém Archivováno 22. března 2012 v článku Wayback Machine - Encyclopedia of Physics.
  3. ↑ G. Ya. Myakishev, Fyzika: Mechanika (10. třída)
  4. ↑ 1 2 Savelyev I.V. Kurz obecné fyziky. Svazek 1. Mechanika. Molekulární fyzika. - M., Nauka , 1987. - str. 17