Пример релативног кретања

Тхе Релативно кретање је онај који се претпоставља у тело које се креће унутар референтног оквира, који се креће унутар другог референтног оквира. Да би се то боље разумело, биће успостављени концепти референтних оквира, који могу бити инерцијални или неерцијални.

Референтни оквир је скуп тела у односу на која је описано кретање. Системи такви да је у њима верификован Закон инерције, односно Њутнови закони кретања, називају се инерцијалним системима. Стога је сваки систем који се креће глатко у односу на инерцијални систем такође инерцијски.

Позициониран је објекат без сила које на њега делују и који се креће брзином в у односу на а инерцијалног система К, а претпоставља се да се други систем К 'преводи у односу на К константном брзином В. Пошто је познато да на објекат не делују силе и да је систем К инерцијски, брзина в ће остати константна. Слободни објект ће се кретати једнолико и у односу на К 'систем, па је према томе и овај систем инерцијски.

Када анализирате слободно кретање тела, не можете да правите разлику између различитих инерцијалних система. Из искуства се истиче да

сви закони механике су исти у свим инерцијалним системима и та чињеница се назива „Галилејев принцип релативности“.

У пракси Галилејев принцип релативности значи да се посматрач налази унутра затворена соба није у стању да разликује да ли соба мирује или се креће брзином константан; међутим, можете видети разлику између глатког кретања и убрзаног кретања.

Примери релативног кретања

Системи у убрзаном праволинијском кретању

Узеће се у обзир референтни систем К 'који се креће променљивом брзином В (т) (ова брзина је функција времена) у односу на инерцијални систем К. Према принципу инерције, предмет без сила кретаће се константном брзином в у односу на систем К. Брзина в објекта у односу на убрзани систем К 'верификује Галилејев збир брзина:

Према томе, в 'не може бити константа. То значи да у систему К 'закон инерције није испуњен, јер у односу на К' објекат без сила нема једнолико кретање. Коначно, К 'је неинерцијални референтни оквир.

Претпоставиће се да је у датом тренутку убрзање система К 'у односу на систем К А. Како слободни објекат одржава своју брзину константном у односу на инерцијални систем К, у односу на систем К 'имаће убрзање а' = -А. Наравно, убрзање које објекат стиче у односу на систем К 'имаће убрзање које је независно од својстава објекта; конкретно, а 'не зависи од масе предмета.

Ова чињеница омогућава успостављање веома важне аналогије између кретања у неерцијалном систему и кретања у пољу. гравитационо поље, јер у гравитационом пољу сва тела, без зависности од своје масе, добијају исто убрзање, израчунато у 9,81 м / с² за планету Земљу.

Закони механике не важе у убрзаном систему. Међутим, динамичке једначине се могу изменити тако да важе и за кретање објекта у односу на неерцијални систем К '; довољно је увести инерцијалну силу Ф *, пропорционалну маси тела и убрзању - стеченом у односу на К´ ако је без интеракција.

Важно је напоменути да се Инерцијална сила Ф * разликује од сила повезаних са интеракцијама у два аспекта: Пре свега, не постоји сила –Ф * која би јој се супротставила како би уравнотежила систем. И друго, постојање ове инерцијалне силе зависи од разматраног система. У инерцијалном систему Њутнов закон за слободни објекат је:

Али за убрзани референтни систем стоји:

Ротирајући референтни системи

Размотрићемо тело које описује круг полупречника р са константном брзином в, узето у односу на инерцијални систем К. Уз ову референцу, тело ће имати убрзање, које је еквивалентно:

Ово ако се претпоставља да је промена р, од средишта обима ка споља, позитивна. У односу на К 'систем чије се порекло поклапа са центром обима и који се окреће угаоном брзином Ω, тело има тангенцијалну брзину в´Т + Ωр, а његово убрзање је:

Тада постоји разлика између убрзања тела у односу на К 'и убрзања у односу на К:

Ова разлика у убрзањима између оба система може се објаснити постојањем инерцијалне силе у систему К ':

Допуњена са "м", маса тела, подсећа на Њутнов други закон, и зависи од удаљеност од тела до центра обима и његова тангенцијална брзина в'Т у односу на систем ротациони К´. Први члан одговара радијалној сили која показује изнутра према ван и назива се Центрифугална сила;други члан одговара радијалној сили која показује према унутра или према унутра, према позитивном или негативном знаку в´Т, и представља такозвану Цориолисову силу за тело које се тангенцијално креће у односу на К´.

10 примера релативног кретања у свакодневном животу:

1. Транслационо кретање Земље, у односу на кретање осталих планета, чија је централна тачка Сунце.

2. Кретање ланца бицикла у односу на кретање педала.

3. Силазак лифта у згради, у односу на други који се пење. Изгледа да иду брже, јер између њих појачавају оптичку илузију покрета другог.

4. Чини се да се два тркачка аутомобила која се током такмичења налазе у блиским положајима веома крећу мало једни другима, али када се перспектива постави на целу стазу, можете видети стварну брзину којом они путују.

5. Спортисти у маратону су груписани у гомилу, па се уочава групна брзина, али ни једна брзина, све док перспектива није фокусирана на њу. Његово убрзање најбоље се цени у поређењу са претходним конкурентом.

6. Када се изводи проучавање процеса оплодње, микрометријске брзине сперматозоида везане за овулу се снимају, као да се ради о макроскопским брзинама. Када би се људске оке могле пратити природне брзине, оне би биле неприметне.

7. Померање галаксија у свемиру је величине километар сваке секунде, али га пространство свемира не може открити.

8. Свемирска сонда може да региструје сопствену брзину такву да би на површини Земље била огромна, али посматрајући је у свемирским величинама, спора је.

9. Казаљке сата такође се примењују на концепт релативног кретања, јер док један јесте помера један размак сваке секунде, други помера по један простор сваког минута, а последњи размак сат.

10. Изгледа да стубови снаге иду брзином када се гледају из аутомобила у покрету, али заправо мирују. То је један од најрепрезентативнијих примера релативног кретања.