Системи відліку
У механіці під рухом розуміється зміна положення тіла в просторі з часом. Причому під становищем розуміється відносне положення, тобто положення відносно інших тіл. Не існує фізичного способу вказати положення тіла в просторі, де немає інших тіл. Звідси випливає, що якщо ми збираємося вивчати рух будь-якого тіла, то необхідно вказати, по відношенню до яких інших тіл відбувається даний рух.
Будемо називати тілом відліку деякий тіло, умовно прийняте за нерухоме, щодо якої розглядається рух інших тіл. При цьому не береться до уваги все, що пов’язано з конкретним будовою і внутрішніми властивостями тіла відліку.
Рух відбувається як у просторі, так і в часі. Тому для опису руху необхідно визначати час. Як інструмент для вимірювання часу вибираються годинник, основні вимоги до яких полягають в рівномірності, періодичності та відтворюваності ходу. Прикладами годин є маятник, що здійснює коливання, рух Землі навколо Сонця, коливання атомів у вузлах кристалічної решітки. Найбільш точний інструмент для вимірювання часу – атомний годинник, що випромінюють електромагнітні хвилі певної частоти. Еталон часу – секунда, рівна 9192631770 періодам випромінювання радіоактивного ізотопу цезій-133 між певними подуровнями його основного стану.
Сукупність нерухомих один щодо одного тіл, по відношенню до яких розглядається рух, і годин, відлічують час, утворює просторово-часову систему відліку. Так при зльоті космічного корабля зміна положення корабля, полум’я і клубів диму відбувається в часі і по відношенню до простору, що оточує стартовий майданчик (рис. 1.1).
Описати рух тіла означає вказати для кожного моменту часу положення тіла в просторі. Для того щоб задати стан механічної системи тіл, потрібно вказати положення всіх тіл, що утворюють систему в кожен момент часу. Завдання механіки полягає в тому, щоб, знаючи стан тіла в деякий початковий момент часу і закони, що керують рухом, визначити стану тіла в усі наступні моменти часу.
Описом руху тіл, безвідносно до викликав його причин, займається кінематика. У різних системах відліку рух одного і того ж тіла виглядає по-різному. У кінематиці при виборі системи відліку керуються лише міркуваннями доцільності, визначається конкретними умовами. Так, при розгляді руху тіл на Землі або руху космічних апаратів з навколоземних орбітах зручно зв’язати систему відліку з Землею, при розгляді руху самої Землі або для опису міжпланетних польотів систему відліку зручно пов’язати з Сонцем (мал. 1.2). Ніяких принципових переваг однієї системи відліку в порівнянні з іншою в кінематиці вказати не можна. Однак, як видно з рис. 1.2, одне і те ж рух в різних системах відліку виглядає по-різному. Тільки в динаміці, що вивчає рух у зв’язку з причинами, що викликали рух, виявляється принципова перевага певного класу систем відліку – так званих інерційних систем відліку.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)