Инерциальные системы отсчёта. Преобразования Галилея.
Инерциальной называется такая система отсчёта, в которой изолированное тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения.
Изолированным называется такое тело, на которое не действуют другие тела.
Законы сложения:
r = R + r’;
v = V + [ w r’ ] + v’;
a = A + [ w [ w r’ ]] + [ b r’ ] + 2 [ w v’ ] + a’;
абсолютное = переносное + кориолисово + относительное
Выводятся в лоб дифференцированием с учётом: d i /dt = [ w i ]; d j /dt = [ w j]; d k/ dt = [ w k ];
Утверждение впервые высказанное Г. Галилеем, о том, что во всех инерциальных системах координат механические явления протекают одиноково, называется принципом относительности Галилея. В дальнейшем в результате изучений других явлеий, в частности электромагнитных, справедливость этих полоений была признана для любых явлений. В таком общем виде оно называется принципом отнгсительности СТО или просто принципом относиельности
Преобразования Галилея. Рассмотрим систему отсчета, либо неподвижную, либо движущуюся с постоянной скоростью и с единым временем. Для этих систем справедлив принцип относительности Галилея. Имеется система отсчета К и система отсчета К’, которая движется со скоростью V относительно системы К.
|
|
[x; y; z; t x’; y’; z’; t’]
Физическая сущность этого преобразования составляет принцип относительности Галилея
1. t = t’
2. DL = DL’ (длины отрезков одни и те же).
Следующие преобразования отражают механический принцип относительности:
x’ = x – vt; y’ = y; z’ = z; t’ = t
Обратные преобразования: x = x’ + vt; y = y’; z = z’; t = t’
(из них можно получить закон сложения скоростей)
Уравнения, остающиеся неизменными при переходе от одной системы отсчета к другой, называются инвариантными.
События, одновременные в одной системе, одновременны и в другой, т. е. утверждение об одновременности двух событий имеет абсолютный характер, независимый от системы координат.
Длина – инвариант преобразований Галлилея. Длиной движущегося стержня наз. расстояние между координатами его концов в некоторый момент времени. Следуя из этого инвариантность длины легко доказывается.
Интервал времени явл. инвариантом преобразований Галлилея (Dt=t2–t1=t’2–t’1=Dt’)
Сложение скоростей получается из дифференцирования формул преобразования Галлилея.
Ускорение инвариантно относительно преобразований Галлилея. Это утверждение доказывается дифференцированием преобразований скорости и учитывая, что Dt=Dt’.