17-02-2011, 16:36
Cytat:Jak wiadomo, w nieinercjalnych układach odniesienia (NUO) pojawiają się tzw. siły bezwładnościowe, siła odśrodkowa czy siła Coriolisa. Z ich powodu równania mechaniki newtonowskiej nie są niezmiennicze przy przejściu z jednego do drugiego układu nieinercjalnego. Na wstępie należało więc przeanalizować problem względności przyspieszenia. STW poucza nas, że nie istnieje absolutna prędkość - o prędkości można mówić jedynie względem jakiegoś układu odniesienia. A jak jest z przyspieszeniem? Dlaczego w układach nieinercjalnych odczuwane są siły bezwładnościowe i względem czego dany układ nieinercjalny jest przyspieszany? Cały ten kompleks pytań - zwany problemem Macha - nurtował także Einsteina.
Rozważmy następujący przykład z wirującym wiadrem napełnionym wodą. Wiadomo, że w takim wirującym wiadrze powierzchnia wody stanie się wklęsła na skutek działania siły odśrodkowej. A względem czego - względem jakiego układu odniesienia wiruje to wiadro? Odpowiedź Macha brzmi - względem średniego rozkładu mas reszty wszechświata. Można więc zapytać - czy, gdyby zamiast wiadrem, kręcić wokół niego ?resztą wszechświata? to też by menisk wody w wiadrze zrobił się wklęsły? Einstein, idąc za myślą Ernesta Macha postuluje (gdyż trudno to zweryfikować empirycznie) odpowiedź twierdzącą! Tak więc jego zdaniem ruchy przyspieszone (postępowe lub obrotowe) mają sens właśnie względem rozkładu innych mas we wszechświecie. Gdyby więc w całej przestrzeni wszechświata istniała tylko jedna cząstka to nie można by mówić o jej ruchu ani czy jest jednostajny ani czy jest przyspieszony. To obecność innych mas we wszechświecie powoduje, że można odróżniać układy inercjalne od nieinercjalnych poprzez występowanie w tych ostatnich sił bezwładnościowych. Było to bardzo nowatorskie spojrzenie. Dotychczas w klasycznym ujęciu mechaniki związek pomiędzy ruchem jakiejś cząstki a istnieniem innych mas we wszechświecie był całkowicie ignorowany. Teraz, tylko gdy pracujemy w szczególnych układach - inercjalnych układach odniesienia (IUO) - możemy ignorować resztę świata, w ogólnym przypadku zaś nie. Tym właśnie różnią się IUO od NUO. Uogólnienie opisu praw fizyki na układy nieinercjalne wymagało także uogólnienia podstawowej zasady względności do następującego sformułowania:
wszystkie układy odniesienia są równoprawne a podstawowe równania fizyki są niezmiennicze względem transformacji z jednego układu do drugiego.
Źródło: <!-- m --><a class="postlink" href="http://www.iftia.univ.gda.pl/~fizjks/kosmologia/otw/otw.html">http://www.iftia.univ.gda.pl/~fizjks/ko ... w/otw.html</a><!-- m -->
