Selitämme, mitä viitejärjestelmä on fysiikassa, mihin se on tarkoitettu ja sen erilaiset käsitykset klassisessa ja relativistisessa mekaniikassa.
Mikä on viittausjärjestelmä?
Kun puhumme referenssijärjestelmästä, tarkoitamme tavallisesti yleissopimusten joukkoa, joita havainnoija tarvitsee fysikaalis-mekaanisessa järjestelmässä voidakseen mitata tutkittavan kohteen paikan ja muita fysikaalisia suuruuksia.
Tämä tarkoittaa, että viitekehys on välttämätön konteksti kohteen mittojen ja suuntausten ymmärtämiseksi. Jos esimerkiksi katsomme kuvaa dinosauruksen luusta, on mahdotonta tietää kuinka suuri se on, jos meiltä puuttuumittakaavassa. Siksi sen viereen asetetaan viivoja tai esineitä vertailun luomiseksi. Jälkimmäinen on koon vertailumalli.
Kuitenkin arvostus tämän käsitteen fyysistä Se riippuu tietystä näkökulmasta, josta sitä tutkitaan:
- Klassisessa mekaniikassa. Vertailujärjestelmän ymmärretään olevan ortogonaalinen koordinaattijärjestelmä, jolla voimme tutkia euklidista avaruutta, kuten tapahtuu analyyttinen geometria. Esimerkiksi koordinaattiakseli, joka muodostaa pituuspiirit ja rinnakkaiset joiden avulla järjestämme mielikuvituksellisesti meidän planeettamme, mahdollistaa maailmanlaajuisen vertailujärjestelmän rakentamisen, joka nykyään tunnetaan nimellä GPS (maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä GPS) ja joka käyttää näitä kuvitteellisia viivoja viitteenä paikantaessaan pisteen maapallon sisällä.
- Relativistisessa mekaniikassa. Viitejärjestelmällä ymmärrämme tila-aikakoordinaatit, jotka tunnistavat minkä tahansa kiinnostavan fyysisen tapahtuman, neljästä vektori ortonormaali viite: spatiaalinen kolme (korkeus, pituus, syvyys) ja väliaikainen (sää).
Esimerkki viitejärjestelmästä
Ilman viitejärjestelmää voimme sekoittaa objektien mitat.Yksinkertainen ja klassinen esimerkki vertailujärjestelmien käytön ymmärtämiseksi perustuu avaruusalukseen, joka lähtee lentoon avaruusaluksen pinnalta Maapallo.
Niille, jotka tarkkailevat sitä pinnasta, alus nousee ja on pian poissa näkyvistä, ja se näyttää yhä pienemmältä liikkuessaan pois. Sen sijaan luotsille jää jäljelle maa, joka siirtyy pois aluksesta ja pienenee sitä jäädessään. Molemmille tälle liikettä se on nopea ja lineaarinen.
Mutta kolmannelle katsojalle, joka sijaitseeKuu raketin liike voi näyttää hitaalta ja etäiseltä, minimaaliselta, tuskin tapahtuvalta, ja se vain kiihtyy, kun se lähestyy sitä polullaan. Tämä ero johtuu siitä, että kussakin tapauksessa käytetään erilaista viitejärjestelmää.