מערכת ייחוס – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ קישורים פנימיים, משום מה הוא קישר למערכת לורנץ של אדוארד לורנץ מתורת הכאוס, ולא למערכת לורנץ של הנדריק לורנץ מתורת היחסות. |
אין תקציר עריכה |
||
שורה 1:
ב[[פיזיקה]], '''מערכת ייחוס''' היא [[מערכת צירים]], שבה נבחרים המיקום של [[ראשית הצירים]] (נקודת המוצא של המרחב והזמן) וכוון הצירים במרחב, כך שביחס אליה ניתן לתאר גדלים מסוימים, כמו למשל מיקומו, [[מהירות
הבחירה אינה יחידה וניתן לבחור מספר אינסופי של מערכות ייחוס לתיאור כל בעיה. בחלק גדול מהבעיות הפיזיקליות, צעד חשוב בפתרון הבעיה הוא בחירת מערכת ייחוס שבה הבעיה מתוארת בפשטות יחסית.
שורה 9:
==מערכת ייחוס אינרציאלית==
מערכת אינרציאלית היא מערכת שביחס אליה גוף אשר לא פועל עליו כוח (או לחלופין, גוף שנמצא "רחוק מספיק" מגופים אחרים) ינוע בקו ישר ובמהירות קבועה. זהו [[החוק הראשון של ניוטון]]. הגדרה נוספת ושקולה היא: מערכת אינרציאלית היא מערכת שבה שלושת [[חוקי התנועה של ניוטון]] מתקיימים. בהינתן מערכת אינרציאלית אחת, ניתן לתאר כל מערכת אינרציאלית אחרת כמערכת שנמצאת בתנועה קצובה ביחס למערכת הראשונה, כלומר מערכת שבה ראשית הצירים אינה מאיצה, וכיווני הצירים אינם מסתובבים ביחס למערכת האינרציאלית המקורית. במערכת הנמצאת בתאוצה יחסית למערכת אינרציאלית צריך להוסיף למערכת כוחות מדומים (ראו בהמשך) כדי לקיים את חוקי [[אייזק ניוטון|ניוטון]].
ניסוח נפוץ של עקרון זה הוא כי "מערכת ייחוס אינרציאלית היא מערכת ייחוס שאינה מאיצה". יש לשים לב כי ניסוח זה משתמש בתאוצת המערכת, ולכן מניח במובלע קיומה של מערכת ייחוס אחרת (שהרי לא ניתן להגדיר תאוצה ללא מערכת ייחוס). הניסוח המדויק יותר הוא כי מערכת ייחוס אינרציאלית היא מערכת ייחוס שאינה מאיצה '''יחסית למערכת אינרציאלית אחרת'''.
שורה 22:
== כוח מדומה ==
{{ערך מורחב|כוח מדומה}}
'''כוח מדומה''' הוא כוח המופיע במערכות ייחוס לא-אינרציאליות. כח זה נקרא "מדומה", מכיוון שאינו מציית ל[[החוק השלישי של ניוטון|חוק השלישי של ניוטון]] - אין לו תגובה. נרחיב ונאמר שללא הוספתו של כוח מדומה, שלושת חוקי ניוטון לא היו מתקיימים. בנוסף, במערכות ייחוס לא-אינרציאליות לא ניתן לקיים את שלושת חוקי ניוטון בו-זמנית.
לדוגמה, אם מערכת מסוימת מאיצה בתאוצה קבועה <math>a</math>, יחסית למערכת אינרציאלית, הרי שיופיע בה על חלקיק בעל [[מסה]] <math>m</math> כוח המנוגד לכיוון התאוצה שגודלו <math>\ -ma</math>. כוח זה נקרא כוח ד'לאמבר. אם בנוסף לכך צירי המערכת מסתובבים יחסית למערכת האינרציאלית ב[[מהירות זוויתית]] קבועה, יופיע כוח מדומה נוסף הנקרא [[כוח קוריוליס]]. בעזרת כוח זה [[המטוטלת של פוקו|הוכיח פוקו בשנת 1851]] כי כדור הארץ אינו מערכת אינרציאלית (למרות זאת משתמשים לעיתים קרובות בעת ניתוח בעיות בפיזיקה במערכת הייחוס של כדור הארץ כאינרציאלית, מאחר שבמקרים רבים זהו קירוב מספיק טוב).
שורה 30:
== מערכות ייחוס בתורת היחסות ==
במעבר מ[[מכניקה קלאסית]] ל[[תורת היחסות]] חל שינוי מהותי במשמעותה של מערכת ייחוס. המשמעות הקלאסית נותרה נכונה רק בקירוב, עבור מהירויות נמוכות, [[כבידה|שדות כבידה]] חלשים ומרחקים לא גדולים.
[[תורת היחסות הפרטית]] מניחה עקרון יחסות דומה לעקרון היחסות של גלילאו. למעשה, תורת היחסות הפרטית בנויה על עקרון זה ועל סמך ההנחה ש[[מהירות האור]] קבועה בכל מערכות הייחוס. מערכת ייחוס אינרציאלית בתורת היחסות נקראת גם '''מערכת לורנץ'''. עם זאת בעוד שכל שתי מערכות ייחוס אינרציאליות נעות זו יחסית לזו במהירות קבועה, היחס בין שתי מערכות לורנץ מורכב יותר מחיבור או חיסור המהירות היחסית. כדי לעבור ממערכת לורנץ אחת למערכת לורנץ שנייה יש להשתמש ב[[טרנספורמציית לורנץ]] ה"מערבבת" בין רכיבי הזמן והמרחב.
שורה 45:
* [[תורת היחסות הכללית]]
* [[עקרון ההתמדה]]
== לקריאה נוספת ==
| |||