ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΚΑΙ ΜΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΚΑΙ ΜΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΚΑΙ ΜΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Η κίνηση ενός ανθρώπου ο οποίος μετακινείται πάνω σε ένα πλοίο που πλέει κατά μήκος της ακτής δε γίνεται αντιληπτή με τον ίδιο τρόπο από ένα παρατηρητή που κάθεται στο κατάστρωμα του πλοίου και από ένα παρατηρητή που κάθεται στην ακτή.

Η κίνηση ενός ανθρώπου στο κατάστρωμα δε γίνεται με τον ίδιο τρόπο αντιληπτή από κάποιον που βρίσκεται στο πλοίο και από κάποιον που βρίσκεται στην ακτή

  Στη φύση τα πάντα βρίσκονται σε κίνηση.Όταν βρισκόμαστε μέσα σε ένα αυτοκίνητο που κινείται,συνηθίζουμε να αντιμετωπίζουμε το δρόμο ως ακίνητο.Όμως δεν είναι ακίνητος.Ολόκληρη η Γη περιστρέφεται, γύρω από τον εαυτό της και γύρω από τον Ήλιο.Ούτε και ο Ήλιος είναι ακίνητος,κινείται στο διάστημα.

ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ

  Προκειμένου να περιγράψουμε την κίνηση ενός σώματος, θεωρούμε αυθαίρετα ένα χώρο ακίνητο και μελετάμε την κίνηση ως προς το χώρο αυτό.Έτσι όταν αναφερόμαστε στην κίνηση ενός αυτοκινήτου θεωρούμε τη Γη ακίνητη.Όταν μελετάμε την κίνηση των πλανητών, θεωρούμε τον Ήλιο ακίνητο.Ο χώρος που κάθε φορά θεωρείται ακίνητος κατά τη μελέτη μιας κίνησης, ονομάζεται σύστημα αναφοράς.

Ο χώρος που κάθε φορά θεωρείται ακίνητος κατά τη μελέτη μιας κίνησης, ονομάζεται σύστημα αναφοράς

   Προκύπτει εύλογα το ερώτημα, ποιο σύστημα αναφοράς πρέπει να διαλέγουμε κάθε φορά για να μελετήσουμε μια κίνηση;

  Η πρώτη απάντηση ενός ρομαντικού θα ήταν ότι οποιοδήποτε σύστημα αναφοράς και να διαλέξουμε θα ήταν το ίδιο μια και αν οι φυσικοί μας νόμοι είναι σωστοί πρέπει να ισχύουν σε οποιοδήποτε σύστημα.

  Στην πράξη όμως, κάποια συστήματα αναφοράς είναι πιο βολικά από κάποια άλλα στη μελέτη των φαινομένων.

ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΚΑΙ ΜΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

  Ας υποθέσουμε ότι καθώς ταξιδεύουμε με ένα πολυτελές τρένο ευθύγραμμα ομαλά παίζουμε μπιλιάρδο.Ο παίκτης μπορεί να προβλέψει το πώς θα κινηθούν οι μπάλες μετά από ένα κτύπημα το ίδιο καλά όπως αν το τρένο ήταν ακίνητο.Αν όμως κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού το τρένο μεταβάλει την ταχύτητά του ο παίκτης θα βρεθεί προ εκπλήξεως γιατί οι μπάλες θα κινούνται με έναν απροσδόκητο τρόπο τον οποίο μάλιστα δεν θα μπορεί να ερμηνεύσει εύκολα μια και δεν υπάρχουν προφανείς δυνάμεις μέσα στο σύστημά του που να συνδέονται με την κίνηση των σφαιρών.

Στη δεύτερη περίπτωση που το ασανσέρ επιταχύνεται ζυγαριά βρίσκει το σώμα βαρύτερο από όσο είναι στην πραγματικότητα. Ο παρατηρητής που βρίσκεται μέσα στο ασανσέρ αδυνατεί να δώσει εξήγηση

  Ο παίκτης,αν γνωρίζει φυσική, θα αναρωτηθεί μήπως δεν ισχύει ο πρώτος νόμος του Newton (νόμος της αδράνειας) σύμφωνα με τον οποίο ένα σώμα πάνω στο οποίο δεν ασκούνται δυνάμεις είτε ηρεμεί είτε κινείται ισοταχώς.Όμως ένας παρατηρητής που είναι ακίνητος έξω από το τρένο μπορεί να ερμηνεύσει μια χαρά την κίνηση των σφαιρών βλέποντας ότι το τραπέζι του μπιλιάρδου στρίβει μαζί με το τρένο και ότι οι σφαίρες συνεχίζουν να κινούνται ευθύγραμμα ομαλά,όπως ορίζει ο πρώτος νόμος του Newton.

Ενώ από τη Γη η Σελήνη φαίνεται να κινείται κυκλικά, από το διάστημα η κίνηση της θα μπορούσε να φαίνεται όπως στο σχήμα

  Φαίνεται λοιπόν ότι ένα ακίνητο τρένο,ή ένα τρένο που κινείται με σταθερή ταχύτητα είναι βολικά συστήματα αναφοράς,σε αντίθεση με ένα τρένο που η ταχύτητά του μεταβάλλεται,γιατί στις δυο πρώτες περιπτώσεις η κινητική συμπεριφορά των σωμάτων ερμηνεύεται απλά με τη χρήση των βασικών νόμων της μηχανικής.

Τα συστήματα αναφοράς στα οποία ισχύει ο νόμος της αδράνειας του Newton ονομάζονται αδρανειακά συστήματα

  Τα συστήματα αναφοράς στα οποία ισχύει ο νόμος της αδράνειας του Newton ονομάζονται αδρανειακά συστήματα.

  Ένα σύστημα αναφοράς που κινείται με σταθερή ταχύτητα σε σχέση με ένα αδρανειακό σύστημα είναι και αυτό αδρανειακό σύστημα.

  Τα συστήματα αναφοράς στα οποία δεν ισχύει ο νόμος της αδράνειας του Newton ονομάζονται μη αδρανειακά συστήματα.

  Ένα σύστημα αναφοράς που επιταχύνεται σε σχέση με ένα αδρανειακό σύστημα είναι μη αδρανειακό σύστημα.