Sistema de referencia

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Un sistema de referencia  es un conjunto de cuerpos que están inmóviles entre sí (cuerpo de referencia), en relación con los cuales se considera el movimiento (en el sistema de coordenadas asociado ), y relojes que miden el tiempo ( sistemas de referencia de tiempo ), en relación con que se considera el movimiento de cualesquiera cuerpos [2] [3] [4] .

Matemáticamente, el movimiento de un cuerpo (o un punto material) con respecto a un marco de referencia elegido se describe mediante ecuaciones que establecen cómo cambian las coordenadas que determinan la posición del cuerpo (punto) en ese marco de referencia en el tiempo t . Estas ecuaciones se llaman ecuaciones de movimiento . Por ejemplo, en coordenadas cartesianas x, y, z, el movimiento de un punto está determinado por las ecuaciones , , .

En la física moderna, cualquier movimiento se considera relativo, y el movimiento de un cuerpo debe considerarse solo en relación con algún otro cuerpo (cuerpo de referencia) o sistema de cuerpos. Es imposible indicar, por ejemplo, cómo se mueve la Luna en general, solo se puede determinar su movimiento, por ejemplo, en relación con la Tierra, el Sol, las estrellas, etc.

Otras definiciones

A veces, especialmente en mecánica de medios continuos y relatividad general  , el marco de referencia no se asocia con un solo cuerpo, sino con un continuo de cuerpos de referencia base reales o imaginarios , que también definen el sistema de coordenadas. Las líneas de mundo de los cuerpos de referencia "barren" el espacio-tiempo y en este caso establecen la congruencia con respecto a la cual se pueden considerar los resultados de la medición.

Relatividad del movimiento

La relatividad del movimiento mecánico es la dependencia de la trayectoria del cuerpo, la distancia recorrida, el desplazamiento y la velocidad en la elección del sistema de referencia.

Los cuerpos en movimiento cambian su posición en relación con otros cuerpos en el espacio a lo largo del tiempo . La posición de un automóvil que avanza a gran velocidad por la carretera cambia en relación con los marcadores en los postes de kilómetro , la posición de un barco que navega en el mar cerca de la costa cambia en relación con la costa , y el movimiento de un avión que vuela sobre el suelo se puede juzgar por un cambio en su posición relativa a la superficie de la Tierra . Se puede demostrar que el mismo cuerpo con el mismo movimiento puede moverse simultáneamente de diferentes maneras en relación con diferentes cuerpos.

Por lo tanto, es posible decir que un cuerpo se mueve solo cuando está claro con respecto a qué otro cuerpo, el cuerpo de referencia, ha cambiado su posición.

Sistema de referencia absoluta

A menudo, en física, un sistema de referencia se considera el más conveniente (privilegiado) en el marco de la resolución de un problema dado; esto está determinado por la simplicidad de los cálculos o por escribir las ecuaciones de la dinámica de cuerpos y campos en él. Usualmente esta posibilidad está asociada con la simetría del problema.

Por otra parte, antes se creía que existe un cierto marco de referencia "fundamental", la sencillez de la escritura en la que las leyes de la naturaleza la distinguen de todos los demás sistemas. Entonces, Newton consideró el espacio absoluto como un marco de referencia seleccionado , y los físicos del siglo XIX creyeron que el sistema, en relación con el cual descansa el éter de la electrodinámica de Maxwell, es privilegiado, y por lo tanto se lo llamó marco de referencia absoluto (AFR). Finalmente, los supuestos sobre la existencia de un marco de referencia privilegiado fueron rechazados por la teoría de la relatividad . En los conceptos modernos, no existe un sistema de referencia absoluto, ya que las leyes de la naturaleza , expresadas en forma tensorial , tienen la misma forma en todos los sistemas de referencia, es decir, en todos los puntos del espacio y en todos los puntos del tiempo. Esta condición, la invariancia espacio-temporal local  , es uno de los fundamentos verificables de la física.

A veces, un marco de referencia absoluto se denomina marco relacionado con CMB , es decir, un marco de referencia inercial en el que el CMB no tiene anisotropía dipolar .

Cuerpo de referencia

En física, un cuerpo de referencia es un conjunto de cuerpos que están inmóviles entre sí, en relación con los cuales se considera el movimiento (en el sistema de coordenadas asociado a ellos ). Junto con el reloj que cuenta el tiempo, el cuerpo de referencia forma un marco de referencia [4] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Bronstein Ilya Nikolaevich y Semendyaev Konstantin Adolfovich . manual de matemáticas. M.: Editorial "Ciencia". Edición de literatura física y matemática de referencia., 1964, 608 páginas, il. Página 216 y ss.
  2. ↑ Sistema de referencia Archivado el 22 de marzo de 2012 en el artículo Wayback Machine - Encyclopedia of Physics.
  3. ↑ G. Ya. Myakishev, Física: mecánica (grado 10)
  4. ↑ 1 2 Savelyev I.V. Curso de física general. Tomo 1. Mecánica. Física molecular. - M., Nauka , 1987. - pág. 17