משתמש:2Exciton/מערכת אינרציאלית

בפיזיקה הקלאסית וביחסות הפרטית מערכת ייחוס אינרציאלית או מערכת ייחוס התמדית היא מערכת ייחוס שאינה נמצאת בתאוצה.

ניתן לזהות מערכת אינרציאלית על-ידי שני מכשירים אקסלרומטר וג'ירוסקופ, אם שני המכשירים נמצאים במערכת הנבדקת במנוחה, ובשניהם המד מראה 0 בכל נקודה (כלומר 0 תאוצה קווית ו0 מהירות סיבובית) המערכת הינה מערכת אינרציאלית.

במערכת ייחוס אינרציאלית, גוף שסכום הכוחות הפעולים עליו הינו 0 ינוע במהירות קבועה (אשר יכולה להיות 0), כלומר, החוק הראשון של ניוטון תקף לגביו. ובאופן יותר כללי, על פי חוק היחסות של גליליי, חוקי הפיזיקה במערכות ייחוס אינרציליות זהים. בנוסף, בין שתי מערכות אינרציאליות תמיד תהייה מהירות קבועה, ואם מערכת זזה במהירות קבועה ביחס למערכת אינרציאלית היא גם מערכת אינרציאלית בעצמה.

מדידות במערכת ייחוס אינרציאלית, ניתנות להמרה למדידות במערכת אינרציאלית אחרת על ידי טרנספורמציית לורנץ אך לפעמים (במהירויות נמוכות או שלא נדרש דיוק גבוהה) ניתן לבצע קירוב קלאסי ולהשתמש בטרנספורמציית גליליי.

מערכות אינרציאליות לחלוטין לא קיימות במציאות, כיוון שתמיד ישנם כוחות גרביטציה הפועלים מגופים הנמצאים ביקום, אך יש פעמים שהשפעה זו זניחה ובהם נתייחס למערכת כאל מערכת אינרציאלית.

ביחסות הפרטית

תורת היחסות הפרטית מדברת אך ורק על מערכות ייחוס אינרציאליות.

מערכת ייחוס אינרציאלית הינה מערכת קואורדינטות 4-ממדית (מרחב-זמן) המוצמדת לצופה הנמצא במנוחה במערכת. הצופה נמצא במיקום קבוע במערכת צירים זו (בדרך כלל בראשית הצירים).

תורת היחסות הפרטית בנויה על עקרון היחסות של גליליי, אך המעבר בין מערכות ייחוס מתבצע על-ידי טרנספורמציית לורנץ ולא על-ידי טרנספורמציית גליליי.

ביחסות הכללית

תורת היחסות הכללית מבוססת על השקילות בין מערכת מואצת, למערכת הנמצאת בשדה כבידה הנובעת מהשקילות בין המסה האינרציאלית למסה הכבידתית. אין שום ניסוי שצופה יכול לבצע על מנת לגלות האם תאוצה הופיעה במערכת בגלל כח כבידה או בגלל שהמערכת שלו נמצאת בעצמה בתאוצה.

ביחסות כללית, עקרון ההתמדה מוחלף בעיקרון התנועה הגיאודזית, לפיו גופים נעים לפי עיקום המרחב-זמן ולכן לא קיים שם המושג של מערכת ייחוס אינרציאלית.

באיזורים קטנים במרחב-זמן, כאשר העקמימות שלו היא יחסית קטנה, ניתן לחזור ליחסות הפרטית וכך לחזור לדבר על עקרון ההתמדה ומערכות ייחוס אינרציאליות.

יחסות מורחבת

ביחסות מורחבת כל החישובים הם ביחס למערכת אינרציאלית.