ما هي النقطة المرجعية في تعريف الفيزياء. حركة ميكانيكية. نظام مرجعي. فيديو مفيد: الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي وغير بالقصور الذاتي

الإطار المرجعي- هذه مجموعة من الأجسام التي لا تتحرك بالنسبة لبعضها البعض (جسم مرجعي)، فيما يتعلق بالحركة (في نظام الإحداثيات المرتبط بها) والساعات التي تحسب الوقت (نظام مرجعي زمني)، فيما يتعلق التي تعتبر حركة أي الهيئات.

رياضيًا، يتم وصف حركة الجسم (أو نقطة مادية) فيما يتعلق بإطار مرجعي مختار بواسطة معادلات تحدد كيفية تغيره بمرور الوقت رالإحداثيات التي تحدد موضع الجسم (النقطة) في هذا النظام المرجعي. تسمى هذه المعادلات معادلات الحركة. على سبيل المثال، في الإحداثيات الديكارتية x، y، z، يتم تحديد حركة النقطة من خلال المعادلات س = و 1 (ر) (\displaystyle x=f_(1)(t)), ص = و 2 (ر) (\displaystyle y=f_(2)(t)), ض = و 3 (ر) (\displaystyle z=f_(3)(t)).

في الفيزياء الحديثة، تعتبر أي حركة نسبية، ويجب النظر إلى حركة الجسم فقط فيما يتعلق بجسم آخر (جسم مرجعي) أو نظام من الأجسام. من المستحيل الإشارة، على سبيل المثال، إلى كيفية تحرك القمر بشكل عام، يمكنك فقط تحديد حركته، على سبيل المثال، فيما يتعلق بالأرض والشمس والنجوم وما إلى ذلك.

تعريفات أخرى

ومن ناحية أخرى، كان يُعتقد سابقًا أن هناك نظامًا مرجعيًا «أساسيًا» معينًا، وهو بساطة تسجيل قوانين الطبيعة التي تميزه عن سائر الأنظمة الأخرى. وهكذا اعتبر نيوتن الفضاء المطلق نظامًا مرجعيًا متميزًا، واعتقد فيزيائيو القرن التاسع عشر أن النظام الذي يرتكز عليه أثير الديناميكا الكهربائية لماكسويل هو نظام متميز، ولذلك سمي بالإطار المرجعي المطلق (AFR). وأخيرا، تم رفض الافتراضات حول وجود إطار مرجعي متميز من قبل النظرية النسبية. في المفاهيم الحديثة، لا يوجد إطار مرجعي مطلق، منذ ذلك الحين

نتذكر من مقرر الفيزياء للصف السابع أن الحركة الميكانيكية للجسم هي حركته في الزمن بالنسبة للأجسام الأخرى. بناء على هذه المعلومات، يمكننا أن نفترض مجموعة الأدوات اللازمة لحساب حركة الجسم.

أولاً، نحتاج إلى شيء سنجري حساباتنا عليه. بعد ذلك، سنحتاج إلى الاتفاق على كيفية تحديد موضع الجسم بالنسبة لهذا "الشيء". وأخيرا، سوف تحتاج إلى تسجيل الوقت بطريقة أو بأخرى. وبالتالي، من أجل حساب المكان الذي سيكون فيه الجسم في لحظة معينة، نحتاج إلى إطار مرجعي.

الإطار المرجعي في الفيزياء

النظام المرجعي في الفيزياء هو مزيج من جسم مرجعي، ونظام إحداثي مرتبط بالجسم المرجعي، وساعة أو جهاز آخر لحفظ الوقت. يجب أن نتذكر دائمًا أن أي نظام مرجعي هو مشروط ونسبي. يمكنك دائمًا اعتماد نظام مرجعي مختلف، حيث سيكون لأي حركة خصائص مختلفة تمامًا بالنسبة له.

تعتبر النسبية بشكل عام جانبًا مهمًا يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار في أي عملية حسابية تقريبًا في الفيزياء. على سبيل المثال، في كثير من الحالات لا يمكننا تحديد الإحداثيات الدقيقة لجسم متحرك في أي وقت.

وعلى وجه الخصوص، لا يمكننا وضع مراقبين بمراقبين كل مائة متر على طول خط السكة الحديد من موسكو إلى فلاديفوستوك. في هذه الحالة، نقوم بحساب سرعة الجسم وموقعه تقريبًا خلال فترة زمنية معينة.

الدقة التي تصل إلى متر واحد ليست مهمة بالنسبة لنا عند تحديد موقع القطار على طريق يمتد لعدة مئات أو آلاف الكيلومترات. هناك تقريبيات لهذا في الفيزياء. أحد هذه التقريبات هو مفهوم "النقطة المادية".

النقطة المادية في الفيزياء

في الفيزياء، تشير النقطة المادية إلى الجسم في الحالات التي يمكن فيها إهمال حجمه وشكله. وفي هذه الحالة يفترض أن النقطة المادية لها كتلة الجسم الأصلي.

على سبيل المثال، عند حساب الوقت الذي ستستغرقه الطائرة للطيران من نوفوسيبيرسك إلى نوفوبولوتسك، فإن حجم الطائرة وشكلها ليسا مهما بالنسبة لنا. ويكفي معرفة السرعة التي تتطور بها والمسافة بين المدن. في الحالة عندما نحتاج إلى حساب مقاومة الرياح على ارتفاع معين وبسرعة معينة، فمن المؤكد أننا لا نستطيع الاستغناء عن المعرفة الدقيقة لشكل وأبعاد نفس الطائرة.

يمكن اعتبار أي جسم تقريبًا نقطة مادية سواء عندما تكون المسافة التي يقطعها الجسم كبيرة مقارنة بحجمه، أو عندما تتحرك جميع نقاط الجسم بالتساوي. على سبيل المثال، سيارة تسير على بعد أمتار قليلة من المتجر إلى التقاطع يمكن مقارنتها تمامًا بهذه المسافة. لكن حتى في مثل هذه الحالة يمكن اعتبارها نقطة مادية، لأن جميع أجزاء السيارة تحركت بالتساوي وعلى مسافة متساوية.

ولكن في الحالة عندما نحتاج إلى وضع نفس السيارة في المرآب، لم يعد من الممكن اعتبارها نقطة مادية. سيكون عليك أن تأخذ في الاعتبار حجمها وشكلها. هذه أيضًا أمثلة عندما يكون من الضروري مراعاة النسبية، أي فيما يتعلق بما نقوم به من حسابات محددة.

المحاضرة 1. عناصر الحركية.

نقطة مادية

نقطة مادية - جسم ذو حجم ضئيل وله كتلة.

تم تقديم مفهوم "النقطة المادية" لوصف (باستخدام الصيغ الرياضية) الحركة الميكانيكية للأجسام. يتم ذلك لأنه من الأسهل وصف حركة نقطة ما مقارنة بالجسم الحقيقي، الذي يمكن أن تتحرك جزيئاته أيضًا بسرعات مختلفة (على سبيل المثال، أثناء دوران الجسم أو التشوهات).

إذا تم استبدال جسم حقيقي بنقطة مادية، فإن كتلة هذا الجسم تخصص لهذه النقطة، ولكن يتم إهمال أبعادها، وفي نفس الوقت يتم إهمال الاختلاف في خصائص حركة نقاطه (السرعات، التسارع، الخ)، إن وجدت، مهملة. في أي الحالات يمكن القيام بذلك؟

يمكن اعتبار أي جسم تقريبًا نقطة مادية إذا كانت المسافات التي تقطعها نقاط الجسم كبيرة جدًا مقارنة بحجمه.

على سبيل المثال، تعتبر الأرض والكواكب الأخرى نقاطًا مادية عند دراسة حركتها حول الشمس. وفي هذه الحالة فإن الاختلافات في حركة النقاط المختلفة لأي كوكب، الناتجة عن دورانه اليومي، لا تؤثر على الكميات التي تصف الحركة السنوية.

وبالتالي، إذا أمكن أثناء حركة الجسم قيد الدراسة إهمال دورانه حول محور، فيمكن تمثيل هذا الجسم كنقطة مادية.

ومع ذلك، عند حل المسائل المتعلقة بالدوران اليومي للكواكب (على سبيل المثال، عند تحديد شروق الشمس في أماكن مختلفة على سطح الكرة الأرضية)، ليس من المنطقي اعتبار الكوكب نقطة مادية، لأن نتيجة المشكلة ويعتمد ذلك على حجم هذا الكوكب وسرعة حركة النقاط على سطحه.

^ من المشروع اعتبار الطائرة نقطة مادية إذا كان من الضروري، على سبيل المثال، تحديد متوسط سرعة حركتها في الطريق من موسكو إلى نوفوسيبيرسك. لكن عند حساب قوة مقاومة الهواء المؤثرة على طائرة تحلق، لا يمكن اعتبارها نقطة مادية، لأن قوة المقاومة تعتمد على حجم الطائرة وشكلها.

إذا تحرك جسم انتقاليًا، حتى لو كانت أبعاده قابلة للمقارنة بالمسافات التي يقطعها، فيمكن اعتبار هذا الجسم نقطة مادية (لأن جميع نقاط الجسم تتحرك بنفس الطريقة).

وفي الختام يمكن القول: إن الجسم الذي يمكن إهمال أبعاده في ظروف المشكلة قيد النظر، يمكن اعتباره نقطة مادية.

جسم صلب تمامًا - النموذج المادي (مثل النقطة المادية).

جسم صلب تمامًا- نظام ميكانيكي له درجات حرية انتقالية ودورانية فقط. "الصلابة" تعني أن الجسم لا يمكن أن يتغير، أي أنه لا يمكن نقل طاقة أخرى إلى الجسم إلا الطاقة الحركيةالحركة الانتقالية أو الدورانية.

في الشكل ثلاثي الأبعاد، يتمتع الجسم الصلب تمامًا بـ 6 درجات من الحرية.

للحصول على جسم جامد تمامًا، كامل الطاقة الحركيةيمكن كتابتها كمجموع الطاقة الحركية للحركة الانتقالية والدورانية:

كتلة الجسم

سرعة مركز كتلة الجسم

لحظة القصور الذاتي للجسم

السرعة الزاوية للجسم.

الإطار المرجعي في الفيزياء

المسار، المسار، الحركة

منحنى مكسور - هذا خطمُسَمًّى مسار.وبما أن المسار عبارة عن خط، فليس له اتجاه، ولا قيمة رقمية - فهو مجرد خط.

ويمكن معرفة المسار حتى قبل أن تبدأ الحركة. يتم حساب مسار الرحلة الاستكشافية والأقمار الصناعية الأرضية ومسارك الآمن وما إلى ذلك مسبقًا.

اعتمادا على المسار، يمكن أن تكون الحركات مستقيمة (صاروخ أثناء الإقلاع، جليد من السطح) ومنحنية (كرة تنس، كرة قدم، عند الاصطدام).

يختلف مسار نفس الحركة باختلاف الأنظمة المرجعية. على سبيل المثال، بالنسبة للراكب في قطار يتحرك بشكل موحد، تتحرك الكرة التي تسقط في العربة عموديًا إلى الأعلى، وبالنسبة لشخص يقف على المنصة، تتحرك نفس الكرة على طول مسار مكافئ.

ثم يمكنك طرح السؤال: ما هو طول المسار وكيفية قياسه؟

يقدم الطلاب إصداراتهم.

بشكل عام، طول المسار هو طريق.

المسار ليس له اتجاه، أي. كمية عددية.

إذا كانت أجزاء المسار مستقيمة، فإن المسار يساوي مجموع أطوال المقاطع.

إذا كانت الأقسام منحنية، فسيتم وصف التغيير في إحداثيات الجسم باستخدام مفهوم مثل حركة.

متحرك- كمية المتجهات، أي بالإضافة إلى القيمة العددية، فإنه يحتوي أيضًا على اتجاه.

تم تحديده في الرسومات كقطعة موجهة تربط الوضع الأولي والنهائي للجسم في الفضاء.

لا يمكن أن تتطابق قيمة وحدة الإزاحة والمسار إلا إذا تحرك الجسم على نفس الخط المستقيم في نفس الاتجاه.

بمعرفة الموضع الأولي لمتجه إزاحة الجسم، من الممكن تحديد مكان تواجد الجسم في أي لحظة زمنية وفي أي اتجاه يتحرك.

الحركات الانتقالية والدورانية

تدريجي هي حركة جسم صلب يتحرك فيها أي خط مستقيم مرسوم في هذا الجسم ويظل موازيا لاتجاهه الأولي. لا ينبغي الخلط بين الحركة الانتقالية والحركة المستقيمة. عندما يتحرك الجسم للأمام، فإن مسارات نقاطه يمكن أن تكون أي خطوط منحنية.

الحركة الدورانية لجسم صلب حول محور ثابت هي الحركة التي تظل فيها أي نقطتين تابعتين للجسم (أو مرتبطتين به دائمًا) بلا حراك طوال الحركة

السرعة والتسارع

سرعة- هذه هي نسبة المسافة المقطوعة إلى الوقت الذي تم خلاله قطع هذا المسار. السرعة هي نفسهاهو مجموع السرعة الأولية والتسارع مضروبا في الزمن. سرعةهو حاصل ضرب السرعة الزاوية ونصف قطر الدائرة.

v=S/t v=v 0 +a*t v=ωR

تسارع الجسم أثناء حركته بتسارع منتظم- قيمة تساوي نسبة التغير في السرعة إلى الفترة الزمنية التي حدث خلالها هذا التغيير.

تسارع عرضي (عرضي).– هذا هو مكون ناقل التسارع الموجه على طول مماس المسار عند نقطة معينة من مسار الحركة. يميز التسارع العرضي التغير في معامل السرعة أثناء الحركة المنحنية.

أرز. 1.10. العجله عرضية.

يتزامن اتجاه متجه التسارع العرضي τ (انظر الشكل 1.10) مع اتجاه السرعة الخطية أو يكون معاكسًا له. أي أن متجه التسارع العرضي يقع على نفس محور دائرة الظل، وهو مسار الجسم.

التسارع الطبيعيهو أحد مكونات ناقل التسارع الموجه على طول المسار الطبيعي إلى مسار الحركة عند نقطة معينة على مسار الجسم. أي أن ناقل التسارع الطبيعي يكون متعامدًا مع السرعة الخطية للحركة (انظر الشكل 1.10). التسارع الطبيعي يميز التغير في السرعة في الاتجاه ويشار إليه بالحرف n. يتم توجيه ناقل التسارع الطبيعي على طول نصف قطر انحناء المسار.

التسارع الكاملأثناء الحركة المنحنية، فإنها تتكون من تسارع عرضي وعادي على طول قاعدة إضافة ناقلاتويتم تحديده بواسطة الصيغة:

(حسب نظرية فيثاغورس للمستطيل المستطيل).

يتم تحديد اتجاه التسارع الكلي أيضًا قاعدة إضافة ناقلات:

السرعة الزاويةهي كمية متجهة تساوي المشتق الأول لزاوية دوران الجسم بالنسبة إلى الزمن:

الخامس=ωR

التسارع الزاويهي كمية متجهة تساوي المشتق الأول للسرعة الزاوية بالنسبة للزمن:

تين. 3

عندما يدور جسم حول محور ثابت، فإن متجه التسارع الزاوي ε موجهة على طول محور الدوران نحو متجه الزيادة الأولية للسرعة الزاوية. أثناء الحركة المتسارعة، المتجه ε coالاتجاه إلى المتجه ω (الشكل 3)، وعندما يتباطأ يكون عكسه (الشكل 4).

الشكل 4

المكون العرضي للتسارع a τ = dv/dt، v = ωR و المكون الطبيعي للتسارع هذا يعني أن العلاقة بين الخطية (طول المسار s الذي تعبره نقطة على طول قوس دائري نصف قطره R، السرعة الخطية v، التسارع العرضي a τ، التسارع الطبيعي a n) والكميات الزاوية (زاوية الدوران φ، السرعة الزاوية ω، التسارع الزاوي ε) يتم التعبير عنها بالصيغ التالية:

ق = ر φ ، الخامس = ر ω , أ τ = ر؟، أ ن = ω 2 ر. في حالة الحركة المنتظمة لنقطة على طول الدائرة (ω=const)

ω = ω 0 ± ؟ر، φ = ω 0 ر ± ؟ر 2 /2, حيث ω 0 هي السرعة الزاوية الأولية.

أنواع الحركات

حركة موحدة- هذه هي الحركة بسرعة ثابتة، أي عندما لا تتغير السرعة (v = const) ولا يحدث تسارع أو تباطؤ (a = 0).

حركة خطية موحدة- هذه حركة يقوم فيها الجسم بحركات متساوية في فترات زمنية متساوية. على سبيل المثال، إذا قسمنا فترة زمنية معينة إلى فترات زمنية مدتها ثانية واحدة، فبالحركة المنتظمة سيتحرك الجسم نفس المسافة لكل فترة من هذه الفترات الزمنية.

لا تعتمد سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة على الوقت ويتم توجيهها عند كل نقطة من المسار بنفس طريقة حركة الجسم. أي أن متجه الإزاحة يتطابق في الاتجاه مع متجه السرعة. وفي هذه الحالة تكون السرعة المتوسطة لأي فترة زمنية مساوية للسرعة اللحظية:

سرعة الحركة المستقيمة المنتظمةهي كمية متجهة فيزيائية تساوي نسبة حركة الجسم خلال أي فترة زمنية إلى قيمة هذه الفترة t:

وبالتالي، فإن سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة توضح مقدار الحركة التي تقوم بها نقطة مادية لكل وحدة زمنية.

المحاضرة 2. ديناميات النقطة المادية.

« الفيزياء - الصف العاشر"

بناءً على طبيعة المشكلات التي يتم حلها، يتم تقسيم الميكانيكا إلى معادلات الحركةو ديناميات.

تصف علم الحركة حركة الأجسام دون تحديد الأسباب المسببة لهذه الحركة.

أول ما يلفت انتباهك عند مراقبة العالم من حولنا هو تنوعه. العالم ليس متجمداً، أو ساكناً. التغييرات فيه متنوعة للغاية. ولكن إذا سألناك عن التغييرات التي تلاحظها في أغلب الأحيان، فمن المحتمل أن تكون الإجابة واضحة: يتغير موضع الكائنات(أو الأجسام كما يقول الفيزيائيون) نسبة إلى الأرض ونسبية لبعضها البعض مع مرور الوقت.

سواء كان الكلب يركض أو كانت السيارة تتسابق، فإن نفس العملية تحدث معهم: يتغير موقعهم بالنسبة للأرض وبالنسبة لك بمرور الوقت. إنهم يتحركون. يضغط الزنبرك، وينحني اللوح الذي جلست عليه، ويتغير موضع أجزاء مختلفة من الجسم بالنسبة لبعضها البعض.

يسمى التغير في موضع الجسم أو أجزاء الجسم في الفضاء بالنسبة للأجسام الأخرى مع مرور الوقت حركة ميكانيكية.

يبدو تعريف الحركة الميكانيكية بسيطا، ولكن هذه البساطة خادعة. اقرأ التعريف مرة أخرى وفكر إذا كانت كل الكلمات واضحة لك: المكان والزمان بالنسبة للأجسام الأخرى. على الأرجح، هذه الكلمات تتطلب توضيحا.

المكان والزمان.

المكان والزمان هما المفاهيم الأكثر عمومية في الفيزياء و... الأقل وضوحًا.

ليس لدينا معلومات شاملة عن المكان والزمان. لكن من المستحيل تقديم النتائج التي تم الحصول عليها اليوم في بداية دراسة الفيزياء.

عادةً ما يكفي أن نكون قادرين على قياس المسافة بين نقطتين في الفضاء باستخدام المسطرة والفواصل الزمنية باستخدام الساعة. تعتبر المسطرة والساعة من أهم أدوات القياس في الميكانيكا وفي الحياة اليومية. لا بد من تناول المسافات والفترات الزمنية عند دراسة العديد من الظواهر في جميع مجالات العلوم.

"... فيما يتعلق بالهيئات الأخرى."

إذا كان هذا الجزء من تعريف الحركة الميكانيكية قد نجا من انتباهك، فإنك تخاطر بعدم فهم الشيء الأكثر أهمية. على سبيل المثال، في مقصورة النقل هناك تفاحة على الطاولة. وأثناء انطلاق القطار يطلب من مراقبين (أحد الركاب وشخص مرافق لهما) الإجابة على سؤال: هل تتحرك التفاحة أم لا؟

يقوم كل مراقب بتقييم موضع التفاحة بالنسبة لنفسه. يرى الراكب أن التفاحة على مسافة 1 متر منه وتبقى هذه المسافة كما هي مع مرور الوقت. يرى الشخص الذي يرافقك على المنصة كيف تزداد المسافة منه إلى التفاحة بمرور الوقت.

يجيب الراكب أن التفاحة لا تخضع لحركة ميكانيكية - فهي بلا حراك؛ يقول المصاحب أن التفاحة تتحرك.

قانون النسبية للحركة:
تعتمد طبيعة حركة الجسم على الأجسام التي نفكر في هذه الحركة بالنسبة إليها.

لنبدأ بدراسة الحركة الميكانيكية. لقد استغرقت البشرية حوالي ألفي عام لتسلك الطريق الصحيح، والذي انتهى باكتشاف قوانين الحركة الميكانيكية.

إن محاولات الفلاسفة القدماء لتفسير أسباب الحركة، بما فيها الأسباب الميكانيكية، كانت ثمرة خيال محض. ورأوا أن المسافر المرهق يسرع خطواته عندما يقترب من منزله، كذلك يبدأ الحجر المتساقط في التحرك بشكل أسرع وأسرع عندما يقترب من الأرض الأم. وكانت حركات الكائنات الحية، مثل القطط، تبدو في تلك الأيام أبسط بكثير وأكثر قابلية للفهم من سقوط الحجر. ومع ذلك، كانت هناك بعض الأفكار الرائعة. وهكذا قال الفيلسوف اليوناني أناكساجوراس إن القمر إذا لم يتحرك سيسقط على الأرض مثل سقوط الحجر من المقلاع.

ومع ذلك، فإن التطور الحقيقي لعلم الحركة الميكانيكية بدأ مع أعمال الفيزيائي الإيطالي العظيم ج.جاليلي.

معادلات الحركةهو فرع من فروع الميكانيكا يدرس طرق وصف الحركات والعلاقة بين الكميات التي تميز هذه الحركات.

إن وصف حركة الجسم يعني الإشارة إلى طريقة لتحديد موقعه في الفضاء في أي لحظة من الزمن.

بالفعل للوهلة الأولى، تبدو مهمة الوصف صعبة للغاية. في الواقع، انظر إلى السحب الدوامة، والأوراق المتمايلة على غصن الشجرة. تخيل الحركة المعقدة لمكابس سيارة مسرعة على طول الطريق السريع. كيف تبدأ في وصف الحركة؟

إن أبسط شيء (وفي الفيزياء ننتقل دائمًا من البسيط إلى المعقد) هو تعلم كيفية وصف حركة نقطة ما. يمكن فهم النقطة، على سبيل المثال، على أنها علامة صغيرة موضوعة على جسم متحرك - كرة قدم، أو عجلة جرار، وما إلى ذلك. إذا عرفنا كيف تحدث حركة كل نقطة من هذه النقاط (كل قسم صغير جدًا) من الجسم، عندها سنعرف كيف يتحرك الجسم كله.

ومع ذلك، عندما تقول أنك تزلجت مسافة 10 كيلومترات، فلن يحدد أحد أي جزء من جسمك قطع مسافة 10 كيلومترات، على الرغم من أنك لست نقطة بأي حال من الأحوال. وفي هذه الحالة ليس لها أي أهمية كبيرة.

دعونا نقدم مفهوم النقطة المادية – النموذج المادي الأول للأجسام الحقيقية.

نقطة مادية- الجسم الذي يمكن إهمال حجمه وشكله في ظل ظروف المشكلة قيد النظر.

نظام مرجعي.

إن حركة أي جسم، كما نعلم، هي حركة نسبية. وهذا يعني أن حركة جسم معين يمكن أن تكون مختلفة بالنسبة للأجسام الأخرى. عند دراسة حركة الجسم الذي يهمنا، يجب أن نشير إلى أي جسم يتم النظر في هذه الحركة بالنسبة له.

يسمى الجسم الذي تعتبر الحركة نسبة إليه هيئة مرجعية.

لحساب موضع نقطة (جسم) بالنسبة إلى جسم مرجعي محدد اعتمادًا على الوقت، لا يجب عليك ربط نظام إحداثي به فحسب، بل يجب أيضًا أن تكون قادرًا على قياس الوقت. يتم قياس الوقت باستخدام الساعة. الساعات الحديثة هي أجهزة معقدة. إنها تسمح لك بقياس الوقت بالثواني بدقة حتى المنزلة العشرية الثالثة عشرة. وبطبيعة الحال، لا يمكن لأي ساعة ميكانيكية أن توفر مثل هذه الدقة. وبالتالي، فإن إحدى الساعات الميكانيكية الأكثر دقة في البلاد في برج سباسكايا في الكرملين أقل دقة بعشرة آلاف مرة من معيار التوقيت الحكومي. إذا لم يتم ضبط الساعة المرجعية، فسوف تتأخر بمقدار ثانية واحدة أو تتأخر بثلاثمائة ألف سنة. من الواضح أنه في الحياة اليومية ليست هناك حاجة لقياس الوقت بدقة عالية جدًا. ولكن بالنسبة للبحوث الفيزيائية والملاحة الفضائية والجيوديسيا وعلم الفلك الراديوي والتحكم في النقل الجوي، فإن الدقة العالية في قياس الوقت أمر ضروري بكل بساطة. تعتمد الدقة التي يمكننا من خلالها حساب موضع الجسم في أي وقت على دقة قياس الوقت.

يتم استدعاء مجموعة الجسم المرجعي ونظام الإحداثيات المرتبط به والساعة نظام مرجعي.

يوضح الشكل الإطار المرجعي الذي تم اختياره للنظر في طيران الكرة المقذوفة. في هذه الحالة يكون الجسم المرجعي هو المنزل، ويتم اختيار محاور الإحداثيات بحيث تطير الكرة في المستوى XOY، ويتم استخدام ساعة توقيت لتحديد الوقت.

في الفيزياء الحديثة، أي حركة هي حركة نسبية، ويجب النظر إلى حركة الجسم فقط فيما يتعلق بجسم آخر (جسم مرجعي) أو نظام من الأجسام. من المستحيل الإشارة، على سبيل المثال، إلى كيفية تحرك القمر بشكل عام، يمكنك فقط تحديد حركته، على سبيل المثال، فيما يتعلق بالأرض والشمس والنجوم وما إلى ذلك.

تعريفات أخرى

في بعض الأحيان - خاصة في ميكانيكا الاستمرارية والنسبية العامة - لا يرتبط الإطار المرجعي بجسم واحد، بل بسلسلة متصلة من الأجسام الحقيقية أو الخيالية. أساسيالهيئات المرجعية، والتي تحدد أيضًا نظام الإحداثيات. الخطوط العالمية للأجسام المرجعية "تمسح" الزمكان، وفي هذه الحالة تحدد تطابقًا يمكن من خلاله النظر في نتائج القياسات.

نسبية الحركة

النسبية للحركة الميكانيكية- هذا هو اعتماد مسار حركة الجسم والمسافة المقطوعة والإزاحة والسرعة على اختيار النظام المرجعي.

تغير الأجسام المتحركة موقعها بالنسبة للأجسام الأخرى. يتغير موقع السيارة المسرعة على طول الطريق السريع بالنسبة إلى العلامات الموجودة على أعمدة الكيلومتر، ويتغير موقع السفينة المبحرة في البحر بالقرب من الشاطئ بالنسبة إلى الخط الساحلي، ويمكن الحكم على حركة طائرة تحلق فوق الأرض من خلال تغيرات في موقعه بالنسبة لسطح الأرض. الحركة الميكانيكية هي عملية تغيير الوضع النسبي للأجسام في الفضاء مع مرور الوقت. يمكن إثبات أن نفس الجسم يمكن أن يتحرك بشكل مختلف بالنسبة للأجسام الأخرى.

ومن ثم، لا يمكن القول بأن جسمًا ما يتحرك إلا عندما يكون واضحًا بالنسبة إلى الجسم الآخر - الجسم المرجعي - الذي تغير موضعه.

الإطار المرجعي المطلق

في كثير من الأحيان في الفيزياء، يعتبر نظام مرجعي معين هو الأكثر ملاءمة (متميزًا) في إطار حل مشكلة معينة - ويتم تحديد ذلك من خلال بساطة الحسابات أو تسجيل المعادلات لديناميات الأجسام والمجالات الموجودة فيها. عادةً ما يرتبط هذا الاحتمال بتماثل المشكلة.

ومن ناحية أخرى، كان يُعتقد سابقًا أن هناك نظامًا مرجعيًا «أساسيًا» معينًا، وهو بساطة تسجيل قوانين الطبيعة التي تميزه عن سائر الأنظمة الأخرى. على سبيل المثال، علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر. يعتقد أن النظام الذي يعتمد عليه الأثير في الديناميكا الكهربائية لماكسويل هو نظام مميز، ولذلك أطلق عليه اسم النظام المرجعي المطلق (AFR). في المفاهيم الحديثة، لا يوجد نظام مرجعي متميز بهذه الطريقة الخاصة، حيث أن قوانين الطبيعة، المعبر عنها في شكل موتر، لها نفس الشكل في جميع الأنظمة المرجعية - أي في جميع نقاط المكان وفي جميع لحظات الزمن. هذا الشرط -الثبات المكاني-الزماني المحلي- هو أحد أسس الفيزياء التي يمكن التحقق منها.

أنظر أيضا

ملحوظات

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

تعرف على ما هو "النظام المرجعي" في القواميس الأخرى:

الإطار المرجعي- مجموعة من نظام غير متغير بشكل مشروط من الأجسام الحقيقية أو المجردة التي ترتبط بها (انظر)، وساعة ثابتة في نظام إحداثي معين. مثل هذا النظام يجعل من الممكن تحديد وضعية أو حركة الجسم قيد الدراسة بالنسبة له (ملايين... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

الإطار المرجعي- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزي الروسي. 2006] موضوعات الطاقة بشكل عام النظام المرجعي EN ... دليل المترجم الفني

في الميكانيكا، مجموعة من أنظمة الإحداثيات والساعات المرتبطة بجسم ما، والتي يتم من خلالها دراسة حركة (أو توازن) بعض النقاط أو الأجسام المادية الأخرى. أي حركة هي نسبية، وحركة الجسم... ... الموسوعة السوفيتية الكبرى

الإطار المرجعي- حالة نظام atskaitos T sritis fizika atitikmenys: engl. الإطار المرجعي؛ النظام المرجعي vok. Bezugssystem، ن روس. الإطار المرجعي، و prank. نظام المرجعية، م … نهاية المطاف في نهاية المطاف

الإطار المرجعي- نظام إحداثي مرتبط بجسم صلب (أجسام)، يتم من خلاله تحديد مواقع الأجسام الأخرى (أو الأنظمة الميكانيكية) في لحظات زمنية مختلفة... المعجم التوضيحي للمصطلحات البوليتكنيكية

في الميكانيكا، مجموعة من أنظمة الإحداثيات والساعات المتزامنة المرتبطة بجسم يتم من خلاله دراسة حركة (أو توازن) بعض النقاط أو الأجسام المادية الأخرى. في المسائل الديناميكية، يلعب الدور المهيمن بواسطة... ... القاموس الموسوعي

جسم صلب حقيقي أو وهمي، يرتبط به نظام إحداثيات، مزود بساعة ويستخدم لتحديد موضع الأجسام المادية قيد الدراسة في الفضاء. الأشياء (الجزيئات والأجسام وغيرها) بأنواعها المختلفة. لحظات من زمن. في كثير من الأحيان تحت S. o. يفهم... ... قاموس البوليتكنيك الموسوعي الكبير

في الميكانيكا، مجموعة من أنظمة الإحداثيات والتزامن. الساعات المرتبطة بالجسم، فيما يتعلق بالروم، تتم دراسة حركة (أو توازن) k.n. نقاط أو أجسام مادية أخرى. في مشاكل الديناميكيات، يلعب الدور المهيمن بالقصور الذاتي... ... علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

الإطار المرجعي- - السياق الخارجي الذي يحدث فيه حدث معين، وبالتالي يتم تفسيره أو تقييمه. على سبيل المثال، يمكن أن يكون مثل هذا السياق موقفًا اجتماعيًا يتصرف فيه الفرد: في موقف واحد... ... القاموس الموسوعي لعلم النفس والتربية

النظام المرجعي بالقصور الذاتي- نظام مرجعي يكون فيه قانون القصور الذاتي صالحًا: النقطة المادية، عندما لا تؤثر عليها أي قوى (أو تؤثر عليها قوى متوازنة بشكل متبادل)، تكون في حالة سكون أو حركة خطية موحدة. أي نظام.... مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. معجم المصطلحات الأساسية