Bağıl Hareket Örneği

bağıl hareket içinde tahmin edilendir bir referans çerçevesi içinde hareket eden bir vücut, başka bir referans çerçevesi içinde hareket eder. Bunu daha iyi anlamak için, eylemsiz veya eylemsiz olabilen referans çerçeveleri kavramları oluşturulacaktır.

Referans çerçevesi, hareketin tanımlandığı cisimler kümesidir. İçlerinde Eylemsizlik Yasasının doğrulandığı sistemlere, yani Newton'un Hareket Yasalarına Eylemsizlik Sistemleri denir.. Bir eylemsiz sisteme göre düzgün hareket eden herhangi bir sistem bu nedenle eylemsizdir.

Bir cisme göre v hızıyla hareket eden, kendisini etkileyen kuvvetlerden arınmış bir nesne pozlanmıştır. atalet sistemi K ve başka bir K ' sisteminin K'ye göre sabit bir hızla ötelendiği varsayılır. V. Cismin üzerine hiçbir kuvvetin etki etmediği bilindiğinden ve K sistemi eylemsiz olduğundan, v hızı sabit kalacaktır. Serbest nesne, K' sistemine göre de tek biçimli olarak hareket edecektir ve sonuç olarak bu sistem de eylemsizdir.

Bir cismin serbest hareketini analiz ederken, çeşitli eylemsizlik sistemleri arasında ayrım yapamazsınız. Tecrübelerden anlaşılacağı üzere

tüm eylemsizlik sistemlerinde mekaniğin tüm yasaları aynıdır ve bu gerçeğe "Galileo'nun Görelilik İlkesi" denir.

Uygulamada, Galileo'nun Görelilik İlkesi, Gözlemci'nin içinde bulunduğu anlamına gelir. kapalı bir oda, odanın hareketsiz mi yoksa hızla hareket mi ettiğini ayırt edemez sabit; ancak, yumuşak hareket ile hızlandırılmış hareket arasındaki farkı anlayabilirsiniz.

Bağıl Hareket Örnekleri

Hızlandırılmış doğrusal harekette sistemler

Değişken hız V (t) ile hareket eden bir Referans sistem K ' (bu hız zamanın bir fonksiyonudur), bir K atalet sistemine göre dikkate alınacaktır. Eylemsizlik ilkesine göre, kuvvetsiz bir cisim K sistemine göre sabit v hızıyla hareket edecektir. Hızlandırılmış sistem K'ye göre nesnenin hızı v, Galilean hızların toplamını doğrular:

Sonuç olarak, v ' sabit olamaz. Bu, K sisteminde 'atalet yasasının gerçekleşmediği, çünkü K'ye göre kuvvetlerden arındırılmış bir nesnenin düzgün hareketi olmadığı anlamına gelir. Son olarak, K' eylemsiz olmayan bir referans çerçevesidir.

Belirli bir anda, K 'sisteminin K sistemine göre ivmesinin A olduğu varsayılacaktır. Serbest bir nesne, K atalet sistemine göre hızını sabit tuttuğundan, K sistemine göre 'a ivmesi olacaktır' = -A. Elbette, bir cismin K' sistemine göre elde ettiği ivme, cismin özelliklerinden bağımsız bir ivmeye sahip olacaktır; özellikle, bir 'nesnenin kütlesine bağlı değildir.

Bu gerçek, eylemsiz olmayan bir sistemdeki hareket ile bir alandaki hareket arasında çok önemli bir analoji kurmayı mümkün kılar. yerçekimi alanı, çünkü bir yerçekimi alanında tüm cisimler, kütlelerine bağlı olmaksızın, aynı ivmeyi elde ederler, hesaplanan 9.81 m/s² Dünya gezegeni açısından.

Mekanik yasaları hızlandırılmış bir sistemde geçerli değildir. Bununla birlikte, dinamik denklemler, bir nesnenin eylemsiz olmayan bir sisteme göre hareketi için de geçerli olacak şekilde değiştirilebilir K '; cismin kütlesi ile orantılı bir Eylemsizlik Kuvveti F*'yi ve eğer etkileşimsiz ise, K''ye göre elde edilen –A ivmesini eklemek yeterlidir.

Eylemsizlik Kuvveti F*'nin etkileşimlerle ilgili kuvvetlerden iki açıdan farklı olduğuna dikkat etmek önemlidir: Her şeyden önce, sistemi dengelemek için ona karşı koyacak bir Kuvvet –F * yoktur. İkinci olarak, bu eylemsizlik kuvvetinin varlığı, ele alınan sisteme bağlıdır.. Atalet sisteminde serbest bir nesne için Newton Yasası:

Ancak hızlandırılmış referans sistemi için belirtilmektedir:

Döner Referans Sistemleri

K eylemsizlik sistemine göre alınan, sabit v hızına sahip r yarıçaplı bir daireyi tanımlayan bir cismi ele alacağız. Bu referansla, gövde şuna eşdeğer bir ivmeye sahip olacaktır:

Bu, çevrenin merkezinden dışa doğru r'deki değişimin pozitif olduğu varsayılırsa. Orijini çemberin merkeziyle çakışan ve Ω açısal hızıyla dönen bir K' sistemine göre, cismin teğetsel hızı v´T + Ωr ve ivmesi:

O halde, cismin K'ye göre ivmesi ile K'ye göre ivmesi arasında bir fark vardır:

Her iki sistem arasındaki ivmelerdeki bu fark, K' sisteminde bir atalet kuvvetinin varlığı ile açıklanabilir:

Newton'un ikinci yasasına benzemesi için cismin kütlesi olan "m" ile tamamlanır ve cismin çemberin merkezine olan uzaklığı ve sisteme göre teğetsel hızı v'T döner K'. İlk terim, içten dışa doğru olan ve Merkezkaç Kuvveti olarak adlandırılan bir radyal kuvvete karşılık gelir;ikinci terim, dışa veya içe doğru işaret eden bir radyal kuvvete karşılık gelir., v´T'nin pozitif veya negatif işaretine göre ve K´'ye göre teğetsel olarak hareket eden bir cisim için Coriolis kuvveti olarak adlandırılır.

Günlük hayatta göreli hareketten 10 örnek:

1. Merkezi noktası Güneş olan diğer gezegenlere göre Dünya'nın öteleme hareketi.

2. Pedallarınkine göre bir bisiklet zincirinin hareketi.

3. Bir binadaki asansörün, yükselen diğerine göre alçalması. Daha hızlı gidiyor gibi görünürler, çünkü aralarında diğerinin hareketinin optik yanılsamasını arttırırlar.

4. Bir yarışma sırasında yakın pozisyonlara giren iki yarış arabası çok hareket ediyor gibi görünüyor. birbirine çok az, ancak perspektif tüm piste yerleştirildiğinde, gerçek hızı görebilirsiniz. onlar seyahat eder.

5. Bir maratondaki sporcular bir kalabalığın içinde gruplanır, bu nedenle bir grup hızı fark edilebilir ancak perspektif ona odaklanana kadar tek bir hız değildir. Hızlanması, önceki bir rakibe kıyasla daha iyi takdir edilmektedir.

6. Bir döllenme süreci çalışması yapıldığında, ovüle bağlanan spermatozoanın mikrometrik hızları, sanki makroskopik hızlarmış gibi yakalanır. Doğal hızlar insan gözüyle gözlemlenseydi, algılanamaz olurdu.

7. Evrendeki Galaksilerin yer değiştirmesi her saniye Kilometre mertebesindedir, ancak uzayın enginliği ile tespit edilemez.

8. Bir uzay sondası, kendi hızını Dünya yüzeyinde çok büyük olacak şekilde kaydedebilir, ancak uzay büyüklüklerinde gözlemlendiğinde yavaştır.

9. Saatin ibreleri de bağıl hareket kavramı için geçerlidir, çünkü biri her saniye bir boşluk hızında hareket eder, bir diğeri her dakika bir boşluk hareket eder ve sonuncusu her biri saat.

10. Elektrik direkleri hareket halindeki bir arabanın içinden bakıldığında hızla gidiyormuş gibi görünse de aslında hareketsizdirler. Göreceli hareketin en temsili örneklerinden biridir.