FTF 1 semestr.SHECOLDIN / 6

6. 1)Инерциа́льная систе́ма отсчёта — система отсчёта, в которой справедлив первый закон Ньютона (закон инерции): все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся равномерно прямолинейно или покоятся.

Инерция (инертность) – свойство, способность тела (любого) сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

2)Принцип относительности Галилея.

Все законы механики справедливы в инерциальных системах отсчёта.

Движение материальной точки относительно: её положение, скорость, вид траектории зависят от того, по отношению к какой системе отсчёта (телу отсчёта) это движение рассматривается.

  Пусть имеются две инерциальные системы отсчёта, одну из которых, Σ, условимся считать покоящейся; вторая система, Σ', движется по отношению к Σ с постоянной скоростью u так, как показано на рисунке. Тогда преобразования Галилея для координат материальной точки в системах Σ и Σ' будут иметь вид:

         x' = x - ut, у' = у, z' = z, t' = t (1)

         (штрихованные величины относятся к системе Σ', нештрихованные — к Σ)

Время в классической механике, как и расстояние между любыми фиксированными точками, считается одинаковым во всех системах отсчёта.

         Из преобразований Галилея можно получить соотношения между скоростями движения точки и её ускорениями в обеих системах:

         v' = v - u, (2)

         a' = a.

         В классической механике движение материальной точки определяется вторым законом Ньютона:

         F = ma, (3)

3)Постоянство скорости света (принцип инвариантности).

Принцип инвариантности скорости света следует из принципа относительности Галилея (гласящего, что все физические законы инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта).

Более обобщенно можно говорить, что максимальная скорость света, должна быть одинаковой во всех инерциальных системах отсчёта.

Данное утверждение очень непривычно для нашего повседневного опыта. Мы понимаем, что скорости (и расстояния) меняются при переходе от покоящейся системы к движущейся, при этом интуитивно полагая, что время абсолютно. Однако принцип инвариантности скорости света и абсолютность времени несовместимы. Если максимально возможная скорость инвариантна, то время идёт различным образом для наблюдателей, движущихся друг относительно друга. Кроме этого, события одновременные в одной системе отсчёта, будут неодновременны в другой.

4) Преобразования Лоренца — преобразования координат и времени какого-либо события при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой.