상대 동작 예

그만큼 상대 운동 가정되는 것입니다 참조 프레임 내에서 움직이는 바디, 다른 참조 프레임 내에서 이동합니다. 그것을 더 잘 이해하기 위해 관성 또는 비관 성일 수있는 참조 프레임의 개념이 확립 될 것입니다.

참조 프레임은 움직임이 설명되는 바디 세트입니다. 관성 법칙이 검증되는 시스템, 즉 뉴턴의 운동 법칙을 관성 시스템이라고합니다.. 따라서 관성 시스템에 대해 부드럽게 움직이는 모든 시스템도 관성입니다.

영향을 미치는 힘이없는 물체가 포즈를 취하고 a에 대해 속도 v로 이동합니다. 관성 시스템 K, 그리고 다른 시스템 K '가 일정한 속도로 K에 대해 변환한다고 가정합니다. V. 물체에 힘이 작용하지 않고 시스템 K가 관성이라는 것이 알려져 있기 때문에 속도 v는 일정하게 유지됩니다. 자유 물체는 K '시스템에 대해서도 균일하게 이동하므로이 시스템도 관성입니다.

신체의 자유 운동을 분석 할 때 다양한 관성 시스템을 구별 할 수 없습니다. 경험에 따르면 역학의 모든 법칙은 모든 관성 시스템에서 동일하며이 사실을 "갈릴레오의 상대성 원리"라고합니다.

실제로 갈릴레오의 상대성 원리는 관찰자가 폐쇄 된 방은 방이 쉬고 있는지 또는 빠르게 움직이는 지 구별 할 수 없습니다. 일정한; 그러나 부드러운 동작과 가속 동작의 차이를 구분할 수 있습니다.

상대 운동의 예

가속 직선 운동의 시스템

관성 시스템 K와 관련하여 가변 속도 V (t)로 이동하는 기준 시스템 K '가 고려됩니다 (이 속도는 시간의 함수 임). 관성의 원리에 따르면 힘이없는 물체는 시스템 K에 대해 일정한 속도 v로 움직일 것입니다. 가속 시스템 K '에 대한 물체의 속도 v는 속도의 갈릴리 합계를 확인합니다.

결과적으로 v '는 일정 할 수 없습니다. 이것은 시스템 K에서 'K에 대해 힘이없는 물체는 균일 한 움직임을 갖지 않기 때문에 관성 법칙이 충족되지 않는다'는 것을 의미합니다. 마지막으로, K '는 비관 성 참조 프레임입니다.

주어진 순간에 시스템 K에 대한 시스템 K '의 가속도는 A라고 가정합니다. 자유 물체는 관성 시스템 K에 대해 속도를 일정하게 유지하므로 시스템 K에 대해 '가속 a'= -A를 갖습니다. 물론, 시스템 K '에 대해 물체가 획득하는 가속도는 물체의 속성과 무관 한 가속도를 가질 것입니다. 구체적으로 '은 물체의 질량에 의존하지 않습니다.

이 사실은 비관 성 시스템에서의 움직임과 필드에서의 움직임 사이에 매우 중요한 비유를 확립하는 것을 가능하게합니다. 중력장에서 모든 물체는 질량에 의존하지 않고 동일한 가속도를 얻습니다. 9.81m / s² 행성 지구의 용어로.

역학의 법칙은 가속 시스템에 적용되지 않습니다. 그러나 동적 방정식은 비관 성 시스템 K '에 대한 물체의 움직임에도 유효하도록 변경할 수 있습니다. 신체의 질량과 상호 작용이없는 경우 K´에 대해 획득 된 가속도 -A에 비례하는 관성력 F *를 도입하는 것으로 충분합니다.

관성력 F *는 두 가지 측면에서 상호 작용과 관련된 힘과 다르다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 우선, 시스템 균형을 맞추기 위해 대응하는 Force –F *가 없습니다. 둘째, 이 관성력의 존재는 고려되는 시스템에 따라 달라집니다.. 관성계에서 자유 물체에 대한 뉴턴의 법칙은 다음과 같습니다.

그러나 가속 참조 시스템의 경우 다음과 같이 명시됩니다.

회전 참조 시스템

관성 시스템 K에 대해 취한 일정한 속도 v로 반경 r의 원을 설명하는 몸체를 고려할 것입니다. 이 참조를 통해 신체는 다음과 같은 가속도를 갖게됩니다.

이것은 원주의 중심에서 바깥쪽으로 r의 변화가 양수로 가정되는 경우입니다. 원점이 원주의 중심과 일치하고 각속도 Ω로 회전하는 K '시스템과 관련하여 몸체는 접선 속도 v´T + Ωr을 가지며 가속도는 다음과 같습니다.

그러면 K '에 대한 신체의 가속도와 K에 대한 가속도 사이에는 차이가 있습니다.

두 시스템 간의 가속도 차이는 시스템 K '에 관성력의 존재로 설명 할 수 있습니다.

뉴턴의 제 2 법칙을 닮아 몸의 질량 인 "m"을 보완하고 몸통에서 원주 중심까지의 거리 및 시스템에 대한 접선 속도 v'T 로터리 K´. 첫 번째 용어는 안쪽에서 바깥 쪽을 가리키는 방사형 힘에 해당하며 원심력이라고합니다.두 번째 항은 바깥 쪽 또는 안쪽을 가리키는 방사형 힘에 해당합니다., v´T의 양수 또는 음수 부호에 따라 K´에 대해 접선 방향으로 움직이는 신체에 대한 소위 코리올리 힘입니다.

일상 생활에서의 상대 운동의 10 가지 예 :

1. 중심점이 태양인 다른 행성의 것과 관련하여 지구의 병진 운동.

2. 페달과 관련된 자전거 체인의 움직임.

3. 상승하는 다른 건물에 대한 건물의 엘리베이터 하강. 그들은 그들 사이에서 다른 사람의 움직임에 대한 착시를 향상시키기 때문에 더 빨리 움직이는 것처럼 보입니다.

4. 경쟁 중 가까운 위치에있는 두 대의 경주 용 자동차가 매우 움직이는 것처럼 보입니다. 서로 조금씩 다르지만 전체 트랙에 원근을 배치하면 실제 속도를 볼 수 있습니다. 그들은 여행을 해.

5. 마라톤에 참가하는 선수들은 군중으로 묶여 있기 때문에 그룹 속도는 식별 할 수 있지만 원근감이 집중 될 때까지 단일 속도는 아닙니다. 가속은 이전 경쟁자와 비교할 때 가장 잘 평가됩니다.

6. 수정 과정에 대한 연구가 수행 될 때 난자에 결합 된 정자의 마이크로 미터 속도가 마치 거시적 속도 인 것처럼 포착됩니다. 인간의 눈으로 자연 속도를 관찰한다면 눈에 띄지 않을 것입니다.

7. 우주에서 은하의 변위는 1 초마다 킬로미터 정도이지만, 광대 한 우주로는 감지 할 수 없습니다.

8. 우주 탐사선은 자신의 속도를 등록하여 지구 표면에서 엄청나게 클 수 있지만 우주 크기로 관측하면 속도가 느립니다.

9. 시계 바늘은 상대 운동의 개념에도 적용됩니다. 매초 한 칸씩 이동하고, 다른 한 칸은 1 분마다 한 칸씩, 마지막 한 칸씩 이동합니다. 시.

10. 전봇대는 움직이는 차 안에서 볼 때 속도로 움직이는 것처럼 보이지만 실제로는 정지 상태입니다. 상대 운동의 가장 대표적인 예 중 하나입니다.