• Czym jest system poleceń?
• Przykład systemu odniesienia

Wyjaśniamy, czym jest układ odniesienia w fizyce, do czego służy i jego różne koncepcje w mechanice klasycznej i relatywistycznej.

Ramka odniesienia może mieć od jednego do czterech wymiarów.

Czym jest system poleceń?

Kiedy mówimy o systemie odniesienia, zwykle odnosimy się do zestawu konwencji, których obserwator potrzebuje w ramach systemu fizyczno-mechanicznego, aby móc zmierzyć położenie i inne wielkości fizyczne badanego obiektu.

Oznacza to, że ramka odniesienia jest niezbędnym kontekstem do zrozumienia wymiarów i orientacji obiektu. Na przykład, jeśli spojrzymy na zdjęcie kości dinozaura, nie da się stwierdzić, jaka jest duża, jeśli nam jej brakujeskala. Dlatego obok niego umieszcza się linijki lub przedmioty, aby dokonać porównania. Ten ostatni jest modelem referencyjnym dla rozmiaru.

Jednak docenienie tej koncepcji w latach fizyczny Zależy to od konkretnej perspektywy, z jakiej jest badane:

• W mechanice klasycznej. Układ odniesienia jest rozumiany jako układ współrzędnych ortogonalnych, za pomocą którego możemy badać przestrzeń euklidesową, jak to ma miejsce w Geometria analityczna. Na przykład oś współrzędnych tworzących południki i równoleżniki z którymi organizujemy z wyobraźnią nasza planetapozwalają na budowę globalnego systemu odniesienia, który dziś znamy jako GPS (Globalny System Pozycjonowania) i używa tych wyimaginowanych linii jako odniesienia do zlokalizowania punktu na kuli ziemskiej.
• W mechanice relatywistycznej. Przez system odniesienia rozumiemy współrzędne czasoprzestrzenne, które identyfikują każde fizyczne zdarzenie będące przedmiotem zainteresowania, od czterech wektor odniesienie ortonormalne: przestrzenne trzy (wysokość, długość, głębokość) oraz tymczasowy (pogoda).

Przykład systemu odniesienia

Bez systemu odniesienia możemy pomylić wymiary obiektów.

Prosty i klasyczny przykład do zrozumienia użycia systemów odniesienia opiera się na statku kosmicznym, który startuje z powierzchni Ziemia.

Dla tych, którzy obserwują go z powierzchni, statek wznosi się i wkrótce znika z pola widzenia, oddalając się coraz bardziej. Zamiast tego dla pilota pozostaje Ziemia, oddalająca się od statku i zmniejszająca się wraz z pozostawieniem w tyle. Dla obu to ruch będzie szybki i liniowy.

Ale dla trzeciego widza znajdującego się wKsiężyc ruch rakiety może wydawać się powolny i odległy, minimalny, prawie nie występujący, a prędkość rakiety nabierze tylko wtedy, gdy zbliży się do niej na swojej drodze. Różnica ta wynika z faktu, że w każdym przypadku stosowany jest inny system odniesienia.