Інерційні системи відліку


ФІЗИКА

Частина 1 МЕХАНІКА

Розділ 2 ДИНАМІКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ

2.3. Інерційні системи відліку

Тіло або сукупність тіл, які умовно вважаються нерухомими і відносно яких розглядається рух інших тіл, називають у фізиці тілами відліку. Систему відліку можна вибрати довільно. При цьому рух будь-якого тіла в різних системах відліку матиме неоднаковий вигляд, тобто тіло рухатиметься, наприклад, по різних траєкторіях. Якщо взяти довільну систему, то може трапитись, що навіть закони зовсім простих явищ будуть складними.

Природно вибрати систему відліку так, щоб явища природи описувались у ній найпростіше. Для цього розглянемо тіло, що розміщується настільки далеко від інших тіл, що вони не діють на нього. Рух такого тіла називається вільним. Умови вільного руху можна реалізувати з більшою чи меншою точністю.

Якщо система відліку пов’язана з якимось тілом, що рухається вільно, то в ній вільний рух інших тіл має досить простий вигляд: він відбувається прямолінійно

і рівномірно, тобто зі сталою за числовим значенням й напрямом швидкістю. У цьому полягає зміст закону інерції. Тому система відліку, пов’язана з тілом, що вільно рухається, називається інерційною. Якщо деяка система рухається відносно інерційної системи зі сталою (за числовим значенням й напрямом) швидкістю, то вона також буде інерційною. Дослід засвідчує, що інерційні системи нічим не відрізняються між собою, фізичні явища в них відбуваються однаково, закони механіки мають однаковий вигляд. Отже, не можна виділити одну із систем як особливу, бо такої системи не існує. Якби можна було виділити якусь систему, то це означало б, що існують абсолютний простір і абсолютний спокій відносно цієї виняткової системи відліку.

Системи відліку, які пов’язані з Сонцем і зірками, практично можна вважати інерційними. Систему, початок якої поміщено в центр Сонця, точніше в центр мас Сонячної системи, а осі напрямлені до будь-яких трьох “нерухомих” зірок (що не беруть участі в обертанні Сонця навколо його осі), назвемо “сонячною”*, або геліоцентричною. Саме нею скористався Й. Кеплер, вивчаючи кінематику небесних тіл, і відкрив закони руху планет. Перехід до сонячної системи відліку був нелегким, але він мав велике значення в боротьбі з геоцентризмом.

Якщо стверджують, що закони Ньютона справедливі у “світовому просторі”, в “нерухомій системі”, то мають на увазі реальну Сонячну систему, а не ілюзорний абсолютний простір. Проте й це не є принциповим розв’язанням питання про систему відліку, адже Сонце у Всесвіті – звичайна зірка, тому в певному розумінні безглуздо віддавати перевагу як геліоцентризму, так і геоцентризму.

Практично системи відліку, що використовуються у фізичних експериментах, є інерційними з більшою чи меншою точністю. Найпоширенішою є система відліку, пов’язана із земною кулею. Проте вона не є інерційною, оскільки Земля обертається навколо своєї осі й рухається по еліптичній орбіті навколо Сонця. Ці рухи здійснюються різними точками земної кулі не з однаковими і не зі сталими швидкостями.

Ураховуючи повільну зміну напряму швидкості обох рухів Землі, для багатьох фізичних експериментів із невеликою похибкою можна вважати “земну” систему відліку інерційною. Зокрема, Земля за 30 хв. руху по орбіті зі швидкістю 30 км/с описує дугу лише 1′. Сонячна система також обертається навколо центра Галактики, щоправда, з періодом близько 200 млн. років і зі швидкістю 250 км/с.



1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Шаблон витинанки писанки.
Ви зараз читаєте: Інерційні системи відліку