Рух та Просторова система відліку
Перш ніж обговорювати, що собою являє просторова система відліку, потрібно пройти невеликий шлях міркувань. Це дозволить поступово наблизитися до розуміння сутності та важливості цього поняття не тільки для курсу Механіки (Кінематики), але і для всієї Фізики.
Насамперед дамо визначення поняття"рух". Для цього скористаємося формулюванням, підглянутим у загальному курсі фізики Д.В.Сівухіна (Том 1 - "Механіка").
Рухом називають зміну положення тіл у просторі з часом.
Спираючись на це визначення, можна скласти невелику інструкцію з кількох кроків, яка дозволяє визначити “трапився” рух чи ні.
- Визначаємо положення тіла у початковий момент часу;
- Вибираємо проміжок часу, протягом якого ми спостерігатимемо за тілом;
- Розбиваємо обраний часовий проміжок на безліч малих часових проміжків;
- Визначаємо положення тіла на початку та в кінці кожного тимчасового проміжку;
- У разі, якщо хоча б для одного малого тимчасового проміжку початкове положення тіла не збігається з кінцевим висновок, що рух “трапився”; якщо становище тіла залишалося незмінним - рух не "відбулося".
Просторова система відліку
Розберемо запропонований вище алгоритм, вірніше перший пункт. Як визначити становище тіла у початковий момент? Ви можете це зробити лише додавши до системи ще одне тіло.
Справа в тому, що поняття абсолютного положення тіла є безглуздим. Для того щоб це словосполучення мало сенс, має існувати якийсь “абсолютний простір”, щодо якого ви могли б розглядати це тіло. Але його немає.
Тому під становищемтіла, ми завжди будемо розуміти відносне становище. Тобто. положення тіла завжди розглядатиметься щодо іншого тіла або системи тіл, званихпросторовою системою відліку. Дамо визначення використовуючи той самий підручник фізики шановного Д.В.Сівухіна:
Просторова система відліку це тіло або система тіл, щодо яких визначається положення інших тіл.
Від вибору просторової системи відліку залежить, чи зможете ви зареєструвати факт руху чи ні. Для ясності вам потрібно розглянути запропонований приклад.
Просторова система відліку - Приклад
Уявіть поїзд, що рухається, і муху, що спокійно сидить на склі одного з вікон.
Припустимо, ви знаходитесь в цьому поїзді і, сидячи в купе розглядаєте цю ліниву комаху. Ви можете впевнено сказати, що муха сидить на склі іне рухається.
Перенесемо вас на перон одного з пунктів зупинки, повз які поїзд проноситься не пригальмовуючи. Чи зможете ви розглянути муху? Сумніваюся - вона рухається зі швидкістю поїзда, перебуваючи в ньому.
У першому випадку за просторову систему відліку було прийнято скло вікна, щодо якого рух не відбувався — становище мухи з часом не змінювалося. У другому випадку за просторову систему відліку було прийнято перон, щодо якого рух відбувався — становище мухи змінювалося з часом.
Наведений приклад чудово ілюструє залежність руху від обраноїпросторової системи відліку.