Принцип относительности

Видео: Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Механика. Урок 13

Введенный Галилеем принцип относительности в первую очередь распространялся на механические системы. Он гласил, что никакие механические опыты не позволяют определить, находится ли система в состоянии покоя или прямолинейно и равномерно движется. Другими словами, при выполнении в различных инерциальных системах координат (с действующими силами инерции) одинаковых механических опытов, результаты будут аналогичными.

Видео: 8.12-2 Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея

Галилей подметил, что механика движений, а точнее столкновений, ударов, полета снарядов и других явлений дает одни и те же результаты: как в равномерно и прямолинейно движущихся лабораториях, так и в находящихся в покое.

Пояснить данный механический принцип относительности можно на следующем примере. Допустим, что один автомобиль проезжает возле другого без всяких толчков, то есть с постоянной скоростью, равномерно. А все вокруг окутано таким густым плотным туманом, что рядом совсем ничего не видно. Вопрос звучит таким образом: могут ли находящиеся в автомобилях пассажиры определить, который из них движется? Можно ли им помочь, производя эксперименты по механике?

Оказывается, что в данном случае пассажиры могут наблюдать лишь относительное движение. Несмотря на то, что все законы движения и правила сложения векторов разработаны с помощью движущихся лабораторий, они не обнаруживают, «не чувствуют» на себе никакого влияния данного движения. Принцип относительности также указывает на то, что никакие механические опыты не позволят обнаружить прямолинейного равномерного движения системы отсчета относительно звезд и Солнца. Однако при ускоренном движении системы отсчета относительно звезд и Солнца оказывается влияние на результаты опытов.

Галилеевый принцип относительности в механике заслуживает особого внимания. Ни одной из галилеевых систем нельзя отдать предпочтения в принципе, несмотря на то, что с практической точки целесообразно считать ту или иную систему отсчета предпочтительной в зависимости от ситуации.

Видео: Альберт Эйнштейн: Специальная Теория Относительности

Так, для едущего в автомобиле пассажира система координат, которая связана с машиной, будет являться системой отсчета более естественной, чем та, которая связана с дорогой. А последняя система, в свою очередь, станет более удобной для человека, наблюдающего за движением автомобиля, стоя возле дороги. Различные галилеевые системы имеют принципиальную равноценность, которая выражена в том, что для перехода между системами существуют одинаковые формулы, а переменной величиной выступает лишь значение относительной скорости.

Данный принцип относительности рассматривается с точки зрения кинематики, однако подобная равноценность различных систем характерна и для динамики. Это и является классическим принципом относительности.

Видео: Физика 14. Принцип относительности движения. Вращательное движение — Академия занимательных наук

Существует также и специальный принцип, который распространяется на любые физические явления, а не только на механические движения. Сущность его заключается в том, что для любых систем координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, любые физические явления протекают одинаково, а любые физические опыты дают аналогичный результат.

Данное положение определяют как специальный принцип относительности, поскольку оно относится к специальным случаям прямолинейного равномерного движения. В подобном случае все законы выглядят одинаково как для систем координат, относящихся к звездам, так и для любых других систем, которые движутся равномерно и прямолинейно относительно звезд.

Существует также и более общий принцип, который охватывает случаи систем координат с ускоренным движением. Он носит название общий принцип относительности.