Тъй като говорим за измервания на разстояния и време и сме избрали подходящите единици (метри, секунди), трябва да се съгласим какво определяме тези пространствени и времеви разстояния. Положението на даден обект може да се определи само по отношение на някои други тела. Можем да говорим за движение на обект, тоест за промяна на неговото положение, само ако посочим телата, спрямо които това положение се определя.

Телата, които са избрани да определят позициите на всички други обекти, се наричат референтни тела.

Като еталонно тяло можете да изберете произволно твърдо тяло, например три взаимно перпендикулярни стоманени пръта (фиг. 1.10 ). Освен това върху референтното тяло се отличава точка, наречена референтна точка 0 и изберете мерните единици за разстояния (в SI - метри).

Ориз. 1.10. Референтно тяло

В ежедневната практика нашата Земя е естественото референтно тяло. Но този избор не е единственият възможен. Често е удобно да се използват други референтни тела, като Слънцето или звездите. По отношение на различни референтни тела едни и същи обекти извършват различни движения. Достатъчно е да си припомним спора за две астрономически системи – на Птолемей и Коперник. И двете системи правилнои те се различават по същество само в избора на референтни тела, изборът на Слънцето от Коперник радикално опрости описанието на движението на планетите, това е именно негова заслуга: през Средновековието се изискваше значителна смелост, за да се избере Слънцето, а не Земята като референтно тяло, беше възможно да се запалим.

След като изберете референтното тяло, позицията на всяка точка Мв пространството може да се посочи с помощта на насочен сегмент (радиус вектор), свързващ началото 0 с дадена точка М. Но векторът е абстрактно математическо понятие, то се изпълва с физически смисъл, когато въведем координатна система. Тя може да бъде декартова правоъгълна система - три взаимно перпендикулярни оси, пресечната точка на които е подравнена с началото. В този случай радиус векторът е даден от три проекции , , на дадената точка Мна координатни оси т.нар векторни компоненти. Тя може да бъде сферична, цилиндрична или всяка друга координатна система, където същият радиус-вектор ще бъде даден от тройка други числа. Числото три е измерението на нашето пространство, тоест броят на независимите координати, необходими за определяне на позицията на точка. За определяне на координатите на дадена точка е необходимо устройство за определяне на разстояния, които условно ще наричаме владетел. Всъщност това може да бъде дървена училищна линийка и лазерен далекомер или нещо друго, способно да измерва разстояния с необходимата точност.

Видео 1.1. Декартова координатна система

За да броим времето, се нуждаем от някакви периодични процеси, протичащи в природата или устройства, създадени от човека. Ние ще наричаме такива процеси (устройства с такива процеси) часовници. При решаването на всеки проблем е необходимо да се споразумеете за избора на началото на обратното броене на времето. Началото на обратното броене се избира произволно: можете да отчитате времето от сътворението на света, или от основаването на Рим, или от Рождество Христово, или от бягството на Мохамед от Мека и т.н. може да се направи успешно , по-малко успешно и напълно неуспешно. Успешно - неуспешно се определя от това колко просто, ясно и прозрачно е решението на разглеждания проблем. За разлика от триизмерното пространство, времето е едноизмерно, така че в допълнение към произхода на времето е достатъчно да изберете само мерни единици (секунди).

За да броим времето, се нуждаем от някакви периодични процеси, протичащи в природата или устройства, създадени от човека. Такива процеси (устройства с такива процеси) ще наричаме часа. При решаването на всеки проблем е необходимо да се споразумеете за избора на началото на обратното броене на времето. Началото на обратното броене се избира произволно: можете да отчитате времето от създаването на света, или от основаването на Рим, или от Рождество Христово, или от бягството на Мохамед от Мека и т.н. Както на практика, произволът на избора винаги води до факта, че той - изборът може да бъде направен успешно, по-малко успешно и напълно неуспешно. Успешно - неуспешно се определя от това колко просто, ясно и прозрачно е решението на разглеждания проблем. За разлика от триизмерното пространство, времето е едноизмерно, така че в допълнение към произхода на времето е достатъчно да изберете само мерни единици (секунди).

Нарича се референтно тяло, оборудвано с координатна система и часовник справочна система..

Пример за референтна система е показан на фиг. 1.11.

Ориз. 1.11. Справочна система

Референтната система често се идентифицира с координатната система, което почти никога не води до недоразумения. Трябва обаче да се разбере, че това все още не е едно и също нещо: с едно и също референтно тяло, линийка и часовник, координатната система може да бъде декартова, сферична или каквато и да е.

В класическата механика, която е формулирана в съвременната си форма от И. Нютон, предполагаемабсолютен характер на пространството и времето. С други думи, в класическата механика се смята, че измерените разстояния и времеви интервали не зависят от избора на отправна система. Да кажем, че в референтната система, свързана със Земята, разстоянието от Москва до Талин е 860 км, тогава се приема, че същото ще бъде резултатът от измерванията, извършени по отношение на референтната система, свързана със звездите. Тези твърдения, които изглеждат толкова естествени, следват, строго погледнато, само от нашия практически опит, който е ограничен от относително малки разстояния, времена и ниски скорости. Впоследствие те бяха ревизирани от теорията на относителността.

Във физиката има такова нещо като механично движение, чието определение се тълкува като промяна на координатите на тялото в триизмерното пространство спрямо други тела с разход на време. Колкото и да е странно, но без да се движите никъде, можете да надвишите скоростта на автобус например. Тази стойност е относителна и в зависимост от дадена точка. Основното нещо е да фиксирате референтната система, за да наблюдавате точката спрямо обекта.

Във връзка с

Описание

Понятия от физиката:

1. Материална точка е част от тялото или обект с малки параметри и маса, които не се вземат предвид при изучаване на процеса. Това е величина, която се пренебрегва във физиката.
2. Преместването е разстоянието, изминато от материална точка от една координата до друга. Концепцията не трябва да се бърка с движението, тъй като във физиката това е определението за път.
3. Изминатият път е областта, която артикулът е изминал. Какво е изминатото разстояние разглежда разделът на физиката под озаглавен "Кинематика".
4. Траектория в пространството е права или начупена линия, по която даден обект изминава път. За да си представите какво е траектория, според определението от областта на физиката, можете мислено да начертаете линия.
5. Механично движение се нарича движение по дадена траектория.

внимание!Взаимодействието на телата се осъществява според законите на механиката и този раздел се нарича кинематика.

Разберете какво е координатна система и какво е траектория на практика?

Достатъчно е мислено да намерите точка в пространството и да нарисувате координатни оси от нея, обектът ще се движи спрямо него по прекъсната или права линия, а видовете движение също ще бъдат различни, включително транслационни, извършени по време на вибрации и въртене.

Например, котка е в стая, придвижва се до всеки обект или променя местоположението си в пространството, движейки се по различни траектории.

Разстоянието между обектите може да се различава, тъй като избраните пътища не са еднакви.

Видове

Известни видове движение:

1. Преводачески.Характеризира се с успоредността на две взаимосвързани точки, движещи се по един и същ начин в пространството. Един обект се движи напред, когато минава по една линия. Достатъчно е да си представим замяната на пръта в химикалка, т.е. прътът се движи напред по даден път, докато всяка част от него се движи успоредно и по същия начин. Доста често това се случва в механизмите.
2. Ротационен.Обектът описва окръжност във всички равнини, които са успоредни една на друга. Осите на въртене са центровете на описаните, а точките, разположени на оста, са фиксирани. Самата ос на въртене може да бъде разположена вътре в тялото (ротационна), както и свързана с външните му точки (орбитална). За да разберете какво е това, можете да вземете обикновена игла и конец. Стиснете последния между пръстите си и постепенно развийте иглата. Иглата ще опише кръг и такива видове движение трябва да се наричат ​​орбитални. Пример за ротационен изглед: въртене на обект върху твърда повърхност.
3. вибрационен. Всички точки на тялото, движещо се по дадена траектория, се повтарят точно или приблизително след едно и също време. Добър пример е шайба, окачена на въже, осцилираща надясно и наляво.

внимание!Функция прогресивно движение. Обектът се движи по права линия и във всеки интервал от време всички негови точки се движат в една и съща посока - това е транслационно движение. Ако се движи велосипед, тогава по всяко време можете отделно да разгледате траекторията на всяка негова точка, тя ще бъде същата. Няма значение дали повърхността е равна или не.

Тези видове движения се срещат ежедневно в практиката, така че загубата им психически не е трудна.

Какво е относителността

Според законите на механиката обектът се движи спрямо точка.

Например, ако човек стои неподвижен, а автобусът се движи, това се нарича относителност на движението на въпросното превозно средство към обекта.

С каква скорост се движи обектът спрямо определено тяло в пространството също се взема предвид спрямо това тяло и съответно ускорението също има относителна характеристика.

Относителността е пряка зависимост от траекторията, дадена по време на движение на тялото, изминатия път, скоростната характеристика, а също и преместването по отношение на референтните системи.

Как е обратното броене

Какво е референтна система и как се характеризира? Референцията във връзка с пространствената координатна система, първичната референция на времето на движение - това е референтната система. В различните системи едно тяло може да има различно местоположение.

Точката е в координатната система, когато започне да се движи, се отчита времето й за движение.

Референтно тяло -това е абстрактен обект, намиращ се в дадена точка на пространството.При ориентиране по положението му се вземат предвид координатите на други тела. Например, кола стои неподвижно, а човек се движи, в този случай референтното тяло е кола.

Еднообразно движение

Концепцията за равномерно движение - това определение във физиката се тълкува по следния начин.

справочна система- това е набор от тела, които са неподвижни едно спрямо друго (референтно тяло), по отношение на което се разглежда движението (в свързаната с тях координатна система) и часовници, които измерват времето (референтна система за време), по отношение на което се разглежда движението на всякакви тела.

Математически движението на тяло (или материална точка) по отношение на избрана отправна система се описва с уравнения, които установяват как Tкоординати, които определят положението на тялото (точки) в тази референтна система. Тези уравнения се наричат ​​уравнения на движението. Например в декартови координати x, y, z движението на точка се определя от уравненията x = f 1 (t) (\displaystyle x=f_(1)(t)), y = f 2 (t) (\displaystyle y=f_(2)(t)), z = f 3 (t) (\displaystyle z=f_(3)(t)).

В съвременната физика всяко движение се счита за относително и движението на тялото трябва да се разглежда само във връзка с друго тяло (референтно тяло) или система от тела. Невъзможно е да се посочи например как се движи Луната като цяло, може само да се определи нейното движение, например спрямо Земята, Слънцето, звездите и т.н.

Други определения

От друга страна, преди това се смяташе, че има определена „фундаментална“ референтна рамка, простотата на писане, в която законите на природата я отличават от всички други системи. И така, Нютон смята абсолютното пространство за избрана отправна система, а физиците от 19 век смятат, че системата, спрямо която се намира етерът на електродинамиката на Максуел, е привилегирована и затова се нарича абсолютна отправна система (AFR). И накрая, предположенията за съществуването на привилегирована отправна система бяха отхвърлени от теорията на относителността. В съвременните концепции не съществува абсолютна референтна система, тъй като

Математически движението на тяло (или материална точка) по отношение на избрана отправна система се описва с уравнения, които установяват как Tкоординати, които определят положението на тялото (точки) в тази референтна система. Тези уравнения се наричат ​​уравнения на движението. Например в декартови координати x, y, z движението на точка се определя от уравненията , , .

В съвременната физика всяко движение е относително и движението на едно тяло трябва да се разглежда само във връзка с друго тяло (референтно тяло) или система от тела. Невъзможно е да се посочи например как се движи Луната като цяло, може само да се определи нейното движение, например спрямо Земята, Слънцето, звездите и т.н.

Други определения

Понякога - особено в механиката на континуума и общата теория на относителността - отправната система се свързва не с едно тяло, а с континуум от реални или въображаеми основенреферентни тела, които определят и координатната система. Световните линии на референтните тела "метат" пространство-времето и в този случай задават конгруентност, по отношение на която могат да се разглеждат резултатите от измерването.

Относителност на движението

Относителност на механичното движение- това е зависимостта на траекторията на тялото, изминатото разстояние, преместването и скоростта от избора на референтната система.

Движещите се тела променят позицията си спрямо други тела. Позицията на автомобил, който се движи по магистралата, се променя спрямо маркерите на километричните стълбове, позицията на кораб, плаващ в морето близо до брега, се променя спрямо бреговата линия и може да се прецени движението на самолет, летящ над земята чрез промяната на положението му спрямо повърхността на Земята. Механичното движение е процес на промяна на относителното положение на телата в пространството във времето. Може да се покаже, че едно и също тяло може да се движи по различен начин спрямо други тела.

По този начин е възможно да се каже, че дадено тяло се движи само когато е ясно спрямо кое друго тяло - референтното тяло - неговото положение се е променило.

Абсолютна референтна система

Често във физиката някои СО се считат за най-удобните (привилегировани) в рамките на решаването на даден проблем - това се определя от простотата на изчисленията или писането на уравненията на динамиката на телата и полетата в него. Обикновено тази възможност е свързана със симетрията на проблема.

От друга страна, преди това се смяташе, че има определена „фундаментална“ референтна рамка, простотата на писане, в която законите на природата я отличават от всички други системи. Например физиците от деветнадесети век Смятало се е, че системата, спрямо която се намира ефирът на електродинамиката на Максуел, е привилегирована и затова е наречена Абсолютна референтна система (AFR). В съвременните концепции няма отправна система, отделена по този начин, тъй като законите на природата, изразени в тензорна форма, имат една и съща форма във всички отправни системи - тоест във всички точки в пространството и във всички точки в време. Това условие - локална пространствено-времева инвариантност - е една от проверимите основи на физиката.

Вижте също

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "справочна система" в други речници:

СПРАВОЧНА СИСТЕМА- набор от условно непроменлива система от реални или абстрактни тела, с които е свързана (виж), и часовници, почиващи в дадена координатна система. Такава система ви позволява да определите позицията или движението на изследваното тяло спрямо него (милиони ... ... Голяма политехническа енциклопедия

справочна система- - [A.S. Goldberg. Английско-руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN референтна система … Наръчник за технически преводач

В механиката, набор от координатни системи и часовници, свързани с тяло, по отношение на които се изучава движението (или равновесието) на някои други материални точки или тела. Всяко движение е относително, а движението на тялото ... ... Велика съветска енциклопедия

справочна система- atskaitos sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. референтна рамка; отправна система вок. Bezugssystem, рус. референтна система, франц. справочна система, m … Fizikos terminų žodynas

справочна система- Координатна система, свързана с твърдо тяло (тела), по отношение на което се определя позицията на други тела (или механични системи) в различни точки във времето ... Политехнически терминологичен тълковен речник

В механиката, набор от координатни системи и синхронизирани часовници, свързани с тяло, по отношение на които се изучава движението (или равновесието) на някои други материални точки или тела. В проблемите на динамиката преобладаваща роля играят ... ... енциклопедичен речник

Реално или условно твърдо тяло, с което е свързана координатна система, оборудвана с часовник и използвана за определяне на позицията в пространството на изучаваното физическо. обекти (частици, тела и др.) в разлож. точки във времето. Често под S. около. разбирам...... Голям енциклопедичен политехнически речник

В механиката, съвкупността от координатната система и синхронизирана. часове, свързани с тялото, във връзка с ромите, движението (или балансът) се изучава Ph.D. други материални точки или тела. В проблемите на динамиката преобладаваща роля играят инерционните ... ... Естествени науки. енциклопедичен речник

справочна система- е външният контекст, в който се случва определено събитие и следователно във връзка с който то се тълкува или оценява. Например, такъв контекст може да бъде социална ситуация, в която индивидът действа: В една ситуация ... ... Енциклопедичен речник по психология и педагогика

Отправна система инерциална- референтна система, в която е валиден законът за инерцията: материална точка, когато върху нея не действат сили (или действат взаимно уравновесени сили), е в покой или равномерно праволинейно движение. Всяка система... Концепции на съвременното естествознание. Речник на основните термини

От курса по физика за седми клас си спомняме, че механичното движение на тялото е неговото движение във времето спрямо други тела. Въз основа на такава информация можем да приемем необходимия набор от инструменти за изчисляване на движението на тялото.

Първо, имаме нужда от нещо, по отношение на което ще направим нашите изчисления. След това трябва да се споразумеем как ще определим позицията на тялото спрямо това „нещо“. И накрая, ще трябва да фиксирате времето по някакъв начин. По този начин, за да изчислим къде ще бъде тялото в определен момент, се нуждаем от референтна система.

Референтна система във физиката

Във физиката отправна система е набор от отправно тяло, координатна система, свързана с отправно тяло, и часовник или друго устройство за измерване на времето. В същото време винаги трябва да се помни, че всяка референтна рамка е условна и относителна. Винаги е възможно да се приеме друга референтна система, спрямо която всяко движение ще има напълно различни характеристики.

Относителността като цяло е важен аспект, който трябва да се вземе предвид при почти всяко изчисление във физиката. Например, в много случаи сме далеч от възможността да определим точните координати на движещо се тяло по всяко време.

По-специално, не можем да поставим наблюдатели с часовници на всеки сто метра по железопътната линия от Москва до Владивосток. В този случай изчисляваме скоростта и местоположението на тялото приблизително за определен период от време.

Ние не се интересуваме от точността до един метър при определяне на местоположението на влак по маршрут от няколкостотин или хиляди километра. За това във физиката има приближения. Едно от тези приближения е понятието "материална точка".

Материална точка във физиката

Материална точка във физиката означава тяло, в случаите, когато размерът и формата му могат да бъдат пренебрегнати. Приема се, че материалната точка има масата на първоначалното тяло.

Например, когато изчисляваме времето, което ще отнеме на самолета да лети от Новосибирск до Новополоцк, ние не се интересуваме от размера и формата на самолета. Достатъчно е да знаете каква скорост развива и разстоянието между градовете. В случай, че трябва да изчислим съпротивлението на вятъра на определена височина и при определена скорост, тогава не можем да се справим без точното познаване на формата и размерите на същия самолет.

Почти всяко тяло може да се счита за материална точка, или когато разстоянието, изминато от тялото, е голямо в сравнение с неговия размер, или когато всички точки на тялото се движат по един и същи начин. Например, кола, изминала няколко метра от магазина до кръстовището, е доста сравнима с това разстояние. Но дори и в такава ситуация тя може да се счита за материална точка, тъй като всички части на колата се движат по същия начин и на едно и също разстояние.

Но в случай, че трябва да поставим същата кола в гаража, тя вече не може да се счита за материална точка. Трябва да вземете предвид неговия размер и форма. Това са и примери, когато е необходимо да се вземе предвид относителността, тоест по отношение на това, което правим конкретни изчисления.