§2. Инерциялык санак жүйесі.

Галилейдін салыстырмалылык принципі.

Динамиканың негізгі ұғымдарының бірі инерциялык санак

жүйесі, ал негізгі зандарының біріне Галилейдін салыстыр-

мнлылык принципі жатады. Бізге белгілі бір дененің қозғалысын

сипаттау үшін ол дененің қозғалысын басқа денеге қатысты

карастыруымыз керек. Осы соңғы денелермен байланыскан

координаттар жүйесін санак жүйесі деп атайтындыгымыз белгілі.

I эжірибелердің көрсетуіне караганда денелер козғалыстарының

іаңдалыктары эр түрлі санак жүйесінде эр түрлі болады. Сондыктан

лснелердің қозғалысын сипатгау кезінде санақ жүйесін тандап алудың

оіі ерекше. Осындай санак жүйесін таңдап алуды кеңістік пен

уикыттын симметриясымеи байланыстыруга болады. Шынында

33

да кез келген санак жүйесіне катысты кеңістіктің біртектілік және

изотроптык касиеттерімен уакыттын біртектілік қасиеті орындалмауы

мүмкін. Сондыктан жалпы алғанда біздің карастыратын санак

жүйесінде кеңістік пен уакыттың жоғарыда келтірілген касиеттері

орындалатын болуы керек. Мүндай санак жүйесінде материялык

нүкте өзінің тыныштык немесе бір қалыпты түзу сызықты

козғалыстағы күйін сақгайтын болады. Осындай санак жүйесін

инерциялық санак жүйесі деп атайды.

Сонымен, инерцпялык саиак жүйесі деп, тыныштықга тұрған

немесе бір калыпты түзу сызықты козғалыстағы санак жүйесін айтуға

болады.

Егер санақ жүйесі үдемелі қозгалыста болса, онда оны

инерциялык емес санак жүйесі деп атайды.

Табиғатта инерциялык санак жүйесі жоқ. Бірақ оған жақын

болатын гелноцентрлік және геоцентрлік санақ жүйелерін айтуға

болады.

Гелиоцентрлік санақ жүйесі деп, бас нүктесі Күннің центріне

орналасқан, ал координаттар осі жылжымайды деп есептелетін үш

жүлдызға бағыттапған санак жүйесін айтады. Ал бас нүктесі Жердің

центріне орнапаскан санак жүйесін геоцентрлік санақ жүйесі деп

атайды.

Осы негізгі инерциялық санақ жүйесіне қатысты көптеген

денелер бір қалыпты түзу сызықгы қозгалыста болуы мүмкін. Осы

денелермен байланысқан координаталар жүйесінде инерциялық деп

карастыруға болады. Сондықган, осындай көптеген инерциялық санак

жүйелерінде де механикалық козгалыс заңдарының түрлері бірдей

бола ма? - деген заңды сұрақ туады. Осы сұракка Галилейдің

салыстырмалылық принципі жауап береді. Бүл принцип былай

түжырымдалады:

Механикалық қозғалыстың барлық заңдары кез келген

инерциялық санақ жүйелерінде бірдей болады. Сонымен, Галилейдің

салыстырмалылық принципі инерциялык санақ жүйелерінің бір-біріне

пара-пар екендігін көрсетеді. Математикалық түрде оны былай

айтады: механикалык козғалыстың барлык заңдары бір инерциялык

санақ жүйесінен, екінші инерциялық санақ жүйесіне көшкенде

ковариантты (формаларын өзгертпейді) болады.

1905 жылы Эйнштейн өзінің жалпы салыстырмалылық

теориясын ашқаннан кейін, осы теорияның негізінде Галилейдің

салыстырмапылык принципін карастыра келіп, бұл принциптің тек

кана механикалық козғалыстың зандарына ғана емес, табиғатта

кездесетін қозғалыстың барлық түрлері үшін де дүрыс болатындығын

34

дэлелдеген. Галилейдің салыстырмалылык принципін Эйнштейн

былай толыктырган: кез келген инерциялык санак жүйелерінде

фішіканын барлык зандары бірдей формада отеді. Баскаша

айтканда Галилейдің салыстырмалылық принципін жылу қоз-

галыстырьма да, жарық қозғалыстарының да заңдарына т.с.с.

қолдануға болады. Сондықтан, Галилейдің салыстырмалылык

мринципі табиғаттын фундаментальдык принципіне жатады.