Nie spodziewałem się tak poważnych kłopotów z Inercjalnym Układem Odniesienia. Wiem że wikipedia to nie jest najlepsze źródło informacji. Jednak przytoczę definicje jaka jest w niej zawarta:
cyt:
Układ inercjalny (inaczej inercyjny) – układ odniesienia, w którym każde ciało, niepodlegające zewnętrznemu oddziaływaniu z innymi ciałami, porusza się bez przyspieszenia (tzn. ruchem jednostajnym prostoliniowym) lub pozostaje w spoczynku[1]. Istnienie takiego układu jest postulowane przez pierwszą zasadę dynamiki Newtona. Inercjalny układ odniesienia można również zdefiniować jako taki układ, w którym nie pojawiają się pozorne siły bezwładności.
Zgodnie z zasadą względności Galileusza wszystkie inercjalne układy odniesienia są równouprawnione i wszystkie prawa mechaniki i fizyki są w nich identyczne. Układy inercjalne poruszają się względem siebie jednostajnie i prostoliniowo
link: https://pl.wikipedia.org/wiki/Uk%C5%82ad_inercjalny
Podstawowe problemy z komentarzy z poprzedniej notki:
1/ układy inercjalne poruszają się prostoliniowo. Trzeba zaznaczyć że takie założenie jest prawdziwe tylko dla IUO. Układy przyspieszone wcale nie spełniają tej tezy. Z układu przyśpieszonego, ruch IUO będzie po linii krzywej. Nie łamie to żadnego z Praw Newtona. Prawa te maja być zachowane w IUO, a nie w układzie przyśpieszonym.
2/ teza że IUO porusza się jednostajnie, jest prawdziwa tylko i wyłącznie dla obserwatora z innego IUO. Dla obserwatora z układu przyspieszonego będzie nieprawdziwa.
Zrozumienia tych dwóch punktów prowadzi do konkluzji, że IUO obserwowany z dowolnego innego układu ma spełniać warunek:
Inercjalny układ odniesienia można zdefiniować jako taki układ, w którym nie pojawiają się pozorne siły bezwładności.
Ten warunek to tylko stwierdzenie, że w IUO spełnione są prawa Newtona. Nie narzuca nam on żadnych cugli w postaci jednostajności, ani prostoliniowość. Ta definicja jest uniwersalna dla wszystkich obserwatorów, niezależnie w jakim UO oni się znajdują. Moje rozważania oparte są o taka właśnie definicje.
Przytoczona definicja ma jednak wadę. Jak stwierdzić czy w danym układzie działają prawa Newtona? Moim zdaniem sprawa jest dość prosta. Jeśli jakiś układ nie wymienia energii z otoczeniem, znajduje się w IUO. Przykład ze spadającą windą. Na ogół pierwsza myśl to taka że rośnie jej energia w czasie spadku. To jednak błąd. Energia windy jest cały czas zachowana, bo:
Ek+Ep=const wz. 1
Ek- energia kinetyczna
Ep- energia potencjalna
Układ Odniesienie w windzie jest inercyjny, co do tego nie ma nikt chyba żadnych wątpliwości. Mój przykład z poprzedniej notki. Satelita na orbicie kołowej:
Pomimo że na tego satelitę działa siła grawitacji, jego energia cały czas jest zachowana (pomijamy opory). To że on porusza się po orbicie kołowej, nie neguje jego inercjalności, bo w jego wnętrzu prawa Newtona są zachowane.
Jak widzimy przesłanka o stałości prędkości IUO i jego prostoliniowości jest fałszywa. Spadająca winda przyśpiesza, a satelita nie porusza się po linii prostej. Prawa Newtona mają być zachowane w IUO a nie poza nim. Dla czego tak się dzieje? Moim zdaniem dla tego że linia prosta to obiekt matematyczny, nie istniejący w realnym świecie. Natomiast prędkość jednostajna nie może być ściśle określona. Możemy mówić tylko o prędkości średniej. Czym dokładniej będziemy mierzyć tą prędkość, tym będziemy mieć większą niepewność pomiaru. W pewnym momencie niepewność będzie tak duża, że pomiar straci sens. Skąd wtedy będziemy wiedzieć że mamy do czynienia z prędkością jednostajną?
Wiem że to może się nie podobać, budzić sprzeciw itp. Proszę jednak przemyśleć moje stanowisko. IUO jest dla mnie układem izolowanym lub takim, jaki wymienia energię z otoczeniem z bilansem zerowym. Tak jak we wzorze 1. Jeśli ktoś nie akceptuje takiej definicji IUO, nie zrozumie notek z serii "ciemna prędkość".
Na koniec chce dodać że nie uważam się za znawce tematu. jeżeli ktoś potrafi wskazać IUO jaki łamie tą definicję, zrewiduje swoje poglądy. Ja takowego nie znalazłem, co nie znaczy że ktoś inny tego nie zrobi.
Bardzo proszę o to by, jeśli dyskutujemy, to róbmy to interpersonalnie. To nie jest dział polityka.
Pozdrawiam
tagi: nauka, fizyka,stw
