نفسر ماهية النظام المرجعي في الفيزياء ، ولماذا هو ومفاهيمه المختلفة في الميكانيكا الكلاسيكية والنسبية.
ما هو نظام الإحالة؟
عندما نتحدث عن نظام مرجعي ، فإننا نشير عادةً إلى مجموعة من الاصطلاحات التي يحتاجها المراقب ، ضمن نظام ميكانيكي فيزيائي ، ليكون قادرًا على قياس الموضع والمقادير المادية الأخرى لكائن قيد الدراسة.
هذا يعني أن الإطار المرجعي هو السياق الضروري لفهم أبعاد وتوجهات كائن ما. على سبيل المثال ، إذا نظرنا إلى صورة لعظم ديناصور ، فمن المستحيل معرفة حجمها إذا افتقرنا إليهاحجم. هذا هو سبب وضع المساطر أو الأشياء بجانبها ، لإجراء مقارنة. هذا الأخير هو نموذج مرجعي للحجم.
ومع ذلك ، فإن تقدير هذا المفهوم في جسدي - بدني يعتمد ذلك على المنظور المحدد الذي تتم دراسته من خلاله:
- في الميكانيكا الكلاسيكية. يُفهم أن النظام المرجعي هو نظام الإحداثيات المتعامد الذي يمكننا من خلاله دراسة الفضاء الإقليدي ، كما يحدث في الهندسة التحليلية. على سبيل المثال ، محور الإحداثيات الذي يتكون منه خطوط الطول والمتوازيات التي ننظم بها بشكل خيالي كوكبنا، السماح ببناء نظام مرجعي عالمي نعرفه اليوم باسم GPS (نظام تحديد المواقع العالمي) ويستخدم هذه الخطوط التخيلية كمرجع لتحديد موقع نقطة داخل الكرة الأرضية.
- في ميكانيكا النسبية. من خلال النظام المرجعي ، نفهم إحداثيات الزمكان التي تحدد أي حدث مادي مثير للاهتمام ، من أربعة المتجه المرجع المتعامد: المكاني ثلاثة (الارتفاع ، الطول، العمق) ومؤقتة (طقس).
مثال على نظام مرجعي
بدون نظام مرجعي يمكننا الخلط بين أبعاد الكائنات.يعتمد أحد الأمثلة البسيطة والكلاسيكية لفهم استخدام الأنظمة المرجعية على مركبة فضائية تقلع من سطح الارض.
بالنسبة لأولئك الذين يراقبونها من السطح ، تصعد السفينة وتكون قريبًا بعيدًا عن الأنظار ، وتبدو أصغر وأصغر أثناء تحركها بعيدًا. بدلاً من ذلك ، بالنسبة للطيار ، فإن الأرض هي التي تُترك وراءه ، مبتعدة عن السفينة وتصغر عندما تُترك وراءه. لكل من هذا حركة سيكون سريعًا وخطيًا.
ولكن لمشاهد ثالث موجود فيالقمر قد تبدو حركة الصاروخ بطيئة وبعيدة ، وفي حدها الأدنى ، وبالكاد تحدث ، وسوف تكتسب سرعتها عندما يقترب منها في مسارها. يرجع هذا الاختلاف إلى حقيقة أنه يتم استخدام نظام مرجعي مختلف في كل حالة.