Inerti referenceramme

Inertial referenceramme (ISO) er en referenceramme , hvor alle frie legemer bevæger sig retlinet og ensartet eller er i hvile [1] [2] . Eksistensen af ​​systemer, der har denne egenskab, postuleres af Newtons første lov . En tilsvarende definition, praktisk til brug i teoretisk mekanik , lyder [3] : "Inertiel referenceramme kaldes, i forhold til hvilken rummet er homogent og isotropt , og tiden  er homogen ". Eksperimentelle fakta vidner om tilstedeværelsen af ​​systemer tæt på ISO med overbevisende nøjagtighed.

Newtons anden og tredje lov samt andre dynamikaksiomer i klassisk mekanik er formuleret i forhold til inerti referencerammer [4] . I overensstemmelse med det stærke princip om ækvivalens af gravitations- og inertikræfter hører korrekt valgte lokalt inertikoordinatsystemer også til inerti-referencerammer [5] .

Udtrykket "inertialsystem" ( tysk:  Inertialsystem ) blev foreslået i 1885 af Ludwig Lange og betød et koordinatsystem, hvor Newtons love er gyldige . Som udtænkt af Lange skulle dette udtryk erstatte begrebet absolut rum , der blev udsat for ødelæggende kritik i denne periode. Med fremkomsten af ​​relativitetsteorien blev begrebet generaliseret til "inertiel referenceramme".

Egenskaber for inertielle referencerammer

Enhver referenceramme, der bevæger sig ensartet, retlinet og uden rotation i forhold til IFR, er også en IFR. Ifølge relativitetsprincippet er alle IFR'er ens, og alle fysikkens love er invariante med hensyn til overgangen fra en IFR til en anden [6] . Det betyder, at manifestationerne af fysikkens love i dem ser ens ud, og registreringerne af disse love har samme form i forskellige ISO'er.

Antagelsen om eksistensen af ​​mindst én IFR i et isotropisk rum fører til den konklusion, at der er et uendeligt sæt af sådanne systemer, der bevæger sig i forhold til hinanden ensartet, retlinet og translationelt med alle mulige hastigheder. Hvis IFR'er eksisterer, så vil rummet være homogent og isotropt, og tiden vil være homogen; ifølge Noethers sætning vil homogeniteten af ​​rummet med hensyn til skift give loven om bevarelse af momentum , isotropi vil føre til bevarelse af vinkelmomentum , og homogeniteten af ​​tid vil bevare energien i et bevægeligt legeme.

Hvis hastighederne af den relative bevægelse af IFR'er realiseret af virkelige kroppe kan antage enhver værdi, udføres forbindelsen mellem koordinaterne og tidspunkterne for enhver "begivenhed" i forskellige IFR'er ved galilæiske transformationer .

I den specielle relativitetsteori kan hastighederne af den relative bevægelse af IFR'er realiseret af virkelige legemer ikke overstige en vis sluthastighed " c " (lysets udbredelseshastighed i vakuum), og forbindelsen mellem koordinaterne og tidsmomenterne for evt. "hændelse" i forskellige IFR'er udføres af Lorentz-transformationer [7] .

Forbindelse med rigtige referencesystemer

Absolut inertisystemer er en matematisk abstraktion og eksisterer ikke i naturen. Der er dog referencesystemer, hvor den relative acceleration af legemer, der er tilstrækkeligt langt fra hinanden (målt ved Doppler-effekten ) ikke overstiger 10 −10 m/s², f.eks. giver det internationale himmelske koordinatsystem i kombination med Barycentric Dynamic Time et system, hvor relative accelerationer ikke overstiger 1,5⋅10 −10 m/s² (i niveauet 1σ) [8] . Nøjagtigheden af ​​eksperimenter med analyse af ankomsttiden for impulser fra pulsarer, og snart astrometriske målinger, er sådan, at i den nærmeste fremtid bør solsystemets acceleration måles, når det bevæger sig i galaksens gravitationsfelt, som er anslået i m/s² [9] .

Med varierende grader af nøjagtighed og afhængigt af brugsområdet kan inertisystemer betragtes som referencesystemer forbundet med: Jorden , Solen , fast i forhold til stjernerne.

Geocentrisk inertikoordinatsystem

Brugen af ​​Jorden som ISO er, på trods af dens omtrentlige natur, udbredt i navigation . Inertialkoordinatsystemet, som en del af ISO, er bygget i henhold til følgende algoritme. Som punktet O, oprindelsen af ​​koordinater, er jordens centrum valgt i overensstemmelse med dens accepterede model. Z - aksen falder sammen med jordens rotationsakse. X- og y - akserne er i ækvatorialplanet. Det skal bemærkes, at et sådant system ikke deltager i jordens rotation.

Noter

1. ↑ Sivukhin D.V. Almen kursus i fysik. - M. , 2005. - T. I. Mekanik. - S. 71.
2. ↑ "Referencesystemet kaldes inerti , hvis et eller andet fri for interaktioner med andre objekter i universet (isoleret) materiale i forhold til det bevæger sig ensartet og retlinet." Golubev Yu. F. Grundlæggende om teoretisk mekanik. - M. : MGU , 2000. - S. 156. - 720 s. — ISBN 5-211-04244-1 .
3. ↑ Landau L. D. , Lifshits E. M. Mechanics. - 5. udgave, stereotypisk. — M .: Fizmatlit , 2004. — 224 s. - (" Teoretisk fysik ", bind I). - ISBN 5-9221-0055-6 .
4. ↑ Markeev A.P. Teoretisk mekanik. - M. : CheRO, 1999. - S. 85. - 572 s.
5. ↑ Weinberg C. Tyngdekraft og kosmologi. - M.: Mir, 1975. - S. 81. - 696 s.
6. ↑ Inertiereferencesystem // Kasakhstan. National Encyclopedia . - Almaty: Kasakhiske encyklopædier , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 .  (Russisk) (CC BY SA 3.0)
7. ↑ Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / kap. udg. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
8. ↑ Nadia L. Zakamska og Scott Tremaine. Begrænsninger for solsystemets acceleration fra timing med høj præcision  //  The Astronomical Journal. - 2005. - Bd. 130 . - P. 1939-1950 . — ISSN 1538-3881 .
9. ↑ GAIA: Galaksens sammensætning, dannelse og udvikling. Resultater af koncept- og teknologiundersøgelsen. . Hentet 3. januar 2010. Arkiveret fra originalen 9. juli 2009. (ubestemt)

Se også

• Fascination af inerti referencerammer
• Invariant afledet med hensyn til tid
• Ikke-inertiel referenceramme

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk norsk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	GND : 4161638-8