מערכת ייחוס

בפיזיקה, מערכת ייחוס (באנגלית: Frame Of Reference) היא מערכת צירים, שבה נבחרים המיקום של ראשית הצירים (נקודת המוצא של המרחב והזמן) וכוון הצירים במרחב, כך שביחס אליה ניתן לתאר גדלים מסוימים, כמו מיקומו, מהירותו או תאוצתו של עצם בתנועה. הבחירה אינה יחידה וניתן לבחור מספר אינסופי של מערכות ייחוס לתיאור כל בעיה. בחלק גדול מהבעיות הפיזיקליות, צעד חשוב בפתרון הבעיה הוא בחירת מערכת ייחוס שבה הבעיה מתוארת בפשטות יחסית.

לדוגמה, ניתן להסתכל על הבעיה של חישוב זמן הפגישה בין שתי מכוניות הנעות זו לעבר זו במהירויות שונות; קיימות שלוש בחירות פשוטות למערכת הייחוס. אחת היא מערכת כדור הארץ, שביחס אליה נתונות מהירויות שתי המכוניות. שתי מערכות אפשריות אחרות הן המערכות הצמודות לכל אחת מהמכוניות: לדוגמה, ביחס למערכת המוצמדת למכונית הראשונה, מהירות המכונית הראשונה היא 0. ניתן לבחור גם כל מערכת אחרת שנעה במהירות שרירותית, אך בחירה כזו תקשה על פתרון הבעיה.

מערכת ייחוס (frame of reference) נקראת גם צופה (observer), שכן בחירת מערכת ייחוס היא שקולה להצבת צופה (בלתי מורגש) המודד גדלים בעולם ונע יחד עם מערכת הייחוס.

עד לניסוי מייקלסון-מורלי ופיתוח תורת היחסות הפרטית האמינו שקיימת מערכת ייחוס מיוחדת בחלל, שבה נמצא חומר הנקרא אתר. השערה זו הופרכה בניסוי האמור, והמדידות עד כה מאששות את עקרון היחסות (ראו בהמשך), לפיו אין מערכת ייחוס מיוחדת, אך ישנם חוקים וגדלים אינוואריאנטים, הנשמרים בכל מערכת ייחוס.

מערכת ייחוס אינרציאלית

מערכת אינרציאלית היא מערכת שביחס אליה גוף אשר לא פועל עליו כוח (או לחלופין, גוף שנמצא "רחוק מספיק" מגופים אחרים) ינוע בקו ישר ובמהירות קבועה. זהו החוק הראשון של ניוטון. הגדרה נוספת ושקולה היא: מערכת אינרציאלית היא מערכת שבה שלושת חוקי התנועה של ניוטון מתקיימים. בהינתן מערכת אינרציאלית אחת, ניתן לתאר כל מערכת אינרציאלית אחרת כמערכת שנמצאת בתנועה קצובה ביחס למערכת הראשונה, כלומר מערכת שבה ראשית הצירים אינה מאיצה, וכיווני הצירים אינם מסתובבים ביחס למערכת האינרציאלית המקורית. במערכת הנמצאת בתאוצה יחסית למערכת אינרציאלית צריך להוסיף למערכת כוחות מדומים (ראו בהמשך) כדי לקיים את חוקי ניוטון.

ניסוח נפוץ של עיקרון זה הוא כי "מערכת ייחוס אינרציאלית היא מערכת ייחוס שאינה מאיצה". ניסוח זה משתמש בתאוצת המערכת, ולכן מניח במובלע קיומה של מערכת ייחוס אחרת (שהרי לא ניתן להגדיר תאוצה ללא מערכת ייחוס). הניסוח המדויק יותר הוא כי מערכת ייחוס אינרציאלית היא מערכת ייחוס שאינה מאיצה יחסית למערכת אינרציאלית אחרת.

עקרון היחסות של גלילאו

ערך מורחב – עקרון היחסות

עקרון היחסות של גלילאו קובע שחוקי הפיזיקה הם זהים בכל שתי מערכות ייחוס הזזות במהירות קבועה זו יחסית לזו, בהתאם לטרנספורמציית גליליי. הכללה של עיקרון זה היא אחד הבסיסים לתורת היחסות הפרטית ולתורת היחסות הכללית של איינשטיין.

עקרון היחסות של גלילאו מוסבר באמצעות ניסוי מחשבתי שהגה גלילאו. הניסוי המחשבתי נקרא הספינה של גלילאו והוא מתאר את הסיטואציה הבאה: דמיינו חדר קטן ואטום בעיבורה של ספינה, המחליקה במים במהירות קבועה (יחסית לכדור הארץ) מבלי להתנדנד. לפני שנכנסנו לחדר, נטלנו אתנו מכשירים, כדי לקבוע מהי מהירותה של הספינה. גלילאו טען שנכשל במשימתנו, יהיו האמצעים שברשותנו אשר יהיו. לא זו בלבד שלא נצליח לקבוע את מהירותה של הספינה, אלא שגם לא נוכל לדעת אם היא בתנועה כלל, שכן חוקי הפיזיקה ותנועת העצמים בחדר לא משתנים עם שינוי מהירות הספינה.

ישנן אינסוף מערכות ייחוס אינרציאליות, כיוון שעל פי עקרון היחסות של גלילאו כל מערכת הנעה במהירות קבועה יחסית למערכת אינרציאלית גם היא מערכת אינרציאלית. בנוסף, מתקיים גם הקשר ההפוך - אם שתי מערכות ייחוס הן אינרציאליות, אז הן בהכרח נעות במהירות קבועה זו יחסית לזו.

כוח מדומה

ערך מורחב – כוח מדומה

כוח מדומה הוא כוח המופיע במערכות ייחוס לא-אינרציאליות. כח זה נקרא "מדומה", מכיוון שאינו מציית לחוק השלישי של ניוטון - אין לו תגובה. נרחיב ונאמר שללא הוספתו של כוח מדומה, שלושת חוקי ניוטון לא היו מתקיימים. בנוסף, במערכות ייחוס לא-אינרציאליות לא ניתן לקיים את שלושת חוקי ניוטון בו-זמנית.

לדוגמה, אם מערכת מסוימת מאיצה בתאוצה קבועה , יחסית למערכת אינרציאלית, הרי שיופיע בה על חלקיק בעל מסה כוח המנוגד לכיוון התאוצה שגודלו . כוח זה נקרא כוח ד'לאמבר. אם בנוסף לכך צירי המערכת מסתובבים יחסית למערכת האינרציאלית במהירות זוויתית קבועה, יופיע כוח מדומה נוסף הנקרא כוח קוריוליס. בעזרת כוח זה הוכיח פוקו בשנת 1851 כי כדור הארץ אינו מערכת אינרציאלית (למרות זאת משתמשים לעיתים קרובות בעת ניתוח בעיות בפיזיקה במערכת הייחוס של כדור הארץ כאינרציאלית, מאחר שבמקרים רבים זהו קירוב מספיק טוב).

דוגמה של שימוש בכוחות מדומים

אם נרצה לבחון תנועת גופים בתוך מכונית מאיצה, בחירה פשוטה של מערכת הייחוס תהיה נקודה בתוך המכונית, ולכן זו מערכת ייחוס בתאוצה. על אדם במכונית לא פועל כוח ואין תאוצה ביחס למערכת הייחוס שבחרנו, ולכן הוא אמור להישאר במקומו. למרות זאת, עקב הכח המדומה שפועל בגלל תאוצת מערכת הייחוס (המכונית), האדם "יידחף" אחורה. דוגמה נוספת: אם אנחנו יושבים במכונית הפונה שמאלה, נרגיש משיכה לכיוון ימין, ונראה את הנוזל בכוס הקפה נוטה ימינה. ביחס למכונית פועל על הגופים כוח מדומה המכונה כוח צנטריפוגלי.

מערכות ייחוס בתורת היחסות

במעבר ממכניקה קלאסית לתורת היחסות חל שינוי מהותי במשמעותה של מערכת ייחוס. המשמעות הקלאסית נותרה נכונה רק בקירוב, עבור מהירויות נמוכות, שדות כבידה חלשים ומרחקים לא גדולים.

תורת היחסות הפרטית מניחה עקרון יחסות דומה לעקרון היחסות של גלילאו. למעשה, תורת היחסות הפרטית בנויה על עיקרון זה ועל סמך ההנחה שמהירות האור קבועה בכל מערכות הייחוס. מערכת ייחוס אינרציאלית בתורת היחסות נקראת גם מערכת לורנץ. עם זאת בעוד שכל שתי מערכות ייחוס אינרציאליות נעות זו יחסית לזו במהירות קבועה, היחס בין שתי מערכות לורנץ מורכב יותר מחיבור או חיסור המהירות היחסית. כדי לעבור ממערכת לורנץ אחת למערכת לורנץ שנייה יש להשתמש בטרנספורמציית לורנץ ה"מערבבת" בין רכיבי הזמן והמרחב.

בתורת היחסות הכללית, מופיע עקרון יחסות מורכב אף יותר, לפיו לא ניתן להבחין בין מערכת מואצת למערכת הנמצאת תחת השפעתו של שדה כבידה. ניבוי אחד של עיקרון זה, שאושש בניסוי, הוא שאור בשדה כבידה יתכופף, כשם שהיה מתכופף לו היינו מודדים אותו מתוך מערכת מואצת מתאימה. למעשה, תורת היחסות הכללית מבטלת את ההבחנה בין כוחות מדומים לכוחות כבידה.

ראו גם

לקריאה נוספת

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא מערכת ייחוס בוויקישיתוף

Read other articles:

Halaman ini berisi artikel tentang film. Untuk lagu 1980, lihat Entre Nous (lagu Rush). Untuk lagu 2003, lihat Entre nous (lagu Chimène Badi). Entre NousPoster film Prancis untuk Entre NousSutradaraDiane KurysProduserAriel ZeitounDitulis olehOlivier Cohen (buku)Diane Kurys (buku)Alain Le HenryPemeranMiou-MiouIsabelle HuppertGuy MarchandPenata musikLuis Enríquez BacalovSinematograferBernard LuticPenyuntingJoële Van EffenterreDistributorGaumontTanggal rilis 6 April 1983 (1983-04-0...

 

 

Untuk kegunaan lain, lihat Baby Blues (disambiguasi). Baby BluesPoster filmSutradaraKatarzyna RosłaniecProduserAgnieszka KurzydloDitulis olehKatarzyna RosłaniecPemeranMagdalena BerusSinematograferJens RamborgPerusahaanproduksiMental Disorder 4Tanggal rilis 10 September 2012 (2012-09-10) (TIFF) 4 Januari 2013 (2013-01-04) (Polandia) Durasi100 menitNegaraPolandiaBahasaBahasa Polandia Baby Blues adalah film drama Polandia tahun 2012 yang disutradarai oleh Katarzyna Rosłaniec...

 

 

Radio station in Fuquay-Varina, North CarolinaWNNLFuquay-Varina, North CarolinaBroadcast areaRaleigh/DurhamResearch TriangleFrequency103.9 MHz (HD Radio)BrandingThe Light 103.9ProgrammingFormatUrban GospelSubchannelsHD2: WDRU simulcastOwnershipOwnerUrban One(Radio One Licenses, LLC)Sister stationsWFXC, WFXK, WQOKHistoryFirst air date1981; 43 years ago (1981)Former call signsWAKS-FM (1978–1987)WAZZ (1987–1989)WNND (1989–1996)WTCD (1996)WZZU-FM (1996–1998)[1]Ca...

Town in South AustraliaThevenardSouth AustraliaMemorial at Pinky Point, Thevenard, commemorating people who have lost their lives at sea; ships at the jetty are loading gypsumThevenardCoordinates32°08′S 133°39′E / 32.133°S 133.650°E / -32.133; 133.650Population563 (SAL 2021)[1]Established1923[2]Postcode(s)5690Time zoneACST (UTC+9:30) • Summer (DST)ACDT (UTC+10:30)Location406 km (252 mi) NW of Port LincolnLGA(s)District Council ...

 

 

Periode 3 dalam tabel periodik Hidrogen Helium Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Clor Argon Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Selen Bromin Kripton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodym...

 

 

1948 film by Norman Taurog Big CityFilm posterDirected byNorman TaurogScreenplay byAnne Morrison ChapinWhitfield CookAben Kandel (additional dialogue)Nanette Kutner (adaptation)Story byMiklos LaszloProduced byJoe PasternakStarringMargaret O'BrienRobert Preston Danny ThomasGeorge MurphyBetty GarrettEdward ArnoldCinematographyRobert SurteesEdited byGene RuggieroMusic byLothar PerlAlbert SendreyGeorge StollProductioncompanyMetro-Goldwyn-MayerDistributed byLoew's Inc.Release date March 25,&#...

StadtmobilIndustryCarsharingFounded1999 (1999)Karlsruhe, StuttgartHeadquartersKarlsruheArea servedGermany (Karlsruhe, Hanover and Stuttgart)ServicesCarsharingWebsiteStadtmobil website Stadtmobil is a carsharing company in Germany, actually a group of seven regional companies with a common brand, common marketing, common website, reservation system, and common development of software and car access technology. The group was formed in 1999 by carsharing companies in Karlsruhe, the Rhine-Ne...

 

 

  لمعانٍ أخرى، طالع دراما (توضيح). دراما Δράμα Drama   الموقع الجغرافي تقسيم إداري البلد اليونان[1] عاصمة لـ ذراما  المنطقة الإدارية مقدونيا الشرقية وتراقيا دراما خصائص جغرافية إحداثيات 41°09′05″N 24°08′21″E / 41.151388888889°N 24.139166666667°E / 41.151388888889; 24.139166666667   �...

 

 

Nova Bus Logo de Nova Bus Un Nova LFS opéré par STM Création 1993 Siège social Saint-Eustache Canada Actionnaires Volvo Activité Autobus Produits Transport en commun Société mère Volvo Bus Site web http://www.novabus.com modifier - modifier le code - voir Wikidata  Nova Bus est une compagnie manufacturière d’autobus urbains basée à Saint-Eustache, au Québec (Canada). La compagnie est détenue par Volvo Bus par le biais de sa filiale Volvo Canada. La compagnie est conn...

Kodok Air Albania Status konservasi Terancam Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Animalia Filum: Chordata Kelas: Amphibia Ordo: Anura Famili: Ranidae Genus: Rana Spesies: R. shqiperica Nama binomial Rana shqipericaHotz, Uzzell, Guenther, Tunner & Heppich, 1987 Kodok Air Albania (Rana shqiperica) adalah spesies kodok dari famili Ranidae. Spesies ini dapat ditemukan di Albania, Serbia dan Montenegro. Habitat spesies ini adalah sungai, danau dan rawa-rawa. Spesies ini kini berstatus spesies t...

 

 

Kjartan KristiansenKristiansen performing live with DumDum Boys at Strandgateparken in Hamar, August 28, 2009.Background informationBirth nameArild Kjartan KristiansenBorn (1963-08-14) 14 August 1963 (age 60)Trondheim, Sør-TrøndelagOriginNorwayGenresRockpunk rockOccupation(s)Musician, composer, record producerInstrument(s)GuitarvocalsMember ofDumDum BoysWannskrækkRacerMusical artist Kjartan Kristiansen (born 14 August 1963 in Trondheim, Norway)[1] is Norwegian musician, best k...

 

 

Questa voce o sezione sull'argomento società calcistiche ucraine non cita le fonti necessarie o quelle presenti sono insufficienti. Puoi migliorare questa voce aggiungendo citazioni da fonti attendibili secondo le linee guida sull'uso delle fonti. FK VorsklaCalcio Segni distintiviUniformi di gara Casa Trasferta Terza divisa Colori sociali Verde, bianco Dati societariCittà Poltava Nazione Ucraina ConfederazioneUEFA Federazione FFU Campionato Premjer-liha Fondazione1955 Presidente ...

Sailing at the Olympics Sailingat the Games of the XIX OlympiadVenuesClub de Yates de AcapulcoDatesFirst race: 14 October 1968 (1968-10-14)Last race: 21 October 1968 (1968-10-21)Competitors251 from 41 nationsBoats123← 19641972 → Sailing/Yachting is an Olympic sport starting from the Games of the 1st Olympiad (1896 Olympics) in Athens, Greece. With the exception of 1904 and the canceled 1916 Summer Olympics, sailing has always been ...

 

 

2021 American uncrewed sub-orbital spaceflight Blue Origin NS-15Mission typeUncrewed sub-orbital spaceflightMission duration10 minutes, 10 secondsApogee107.05 km (66.52 mi) Spacecraft propertiesSpacecraftRSS First StepManufacturerBlue Origin Start of missionLaunch date14 April 2021RocketNew Shepard (NS3)Launch siteCorn Ranch, LS-1ContractorBlue Origin End of missionLanding date14 April 2021Landing siteCorn Ranch New Shepard flights← Blue Origin NS-14Blue Origin NS-16 ...

 

 

阿尔弗雷德·金赛1955年11月在法蘭克福的金賽出生阿爾弗雷德·查爾斯·金賽1894年6月23日[1] 美國新泽西州霍博肯[1]逝世1956年8月25日(1956歲—08—25)(62歲) 美國印第安納州布卢明顿[1]国籍 美國母校史蒂文斯理工學院鲍登学院哈佛大学知名于針對人類的性學研究:金赛报告、金賽性、性別與生殖研究中心、金賽量表科学生涯研究领域生物学机构印第...

Memory card format This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: SmartMedia – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2021) (Learn how and when to remove this message) SmartMediaMedia typeMemory cardCapacityup to 128 MBDeveloped byToshibaDimensions45.0 × 37.0 × 0.76 mmWeight...

 

 

American rapper and actor Romeo MillerMiller in 2009Background informationBirth namePercy Romeo MillerAlso known asLil' RomeoRomeoRomePercy MillerMaserati RomeBorn (1989-08-19) August 19, 1989 (age 34)New Orleans, Louisiana, U.S.GenresHip hopOccupation(s)RappersongwriteractorYears active2000–presentLabelsNo Limit ForeverNo LimitSoulja MusicPriorityThe New No LimitUniversalE1Guttar MusicUrbanDigitalGoDigitalTake A StandThe Next GenerationLPDMusical artist Percy Romeo Miller Jr. (born Au...

 

 

Provincial park on Flores Island in British Columbia, Canada Flores Island Provincial ParkIUCN category II (national park)[1]Flores IslandLocationAlberni-Clayoquot RD, British ColumbiaNearest cityTofinoCoordinates49°17′15″N 126°11′30″W / 49.28750°N 126.19167°W / 49.28750; -126.19167Area7,113 ha (27.46 sq mi)Created12 July 1995Governing bodyBC ParksWebsiteBC Parks Flores Island Flores Island Marine Provincial Park, also known...

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أبريل 2023) فارون كابور معلومات شخصية الميلاد 28 أغسطس 1987 (العمر 36 سنة)أحمد اباد،غوجارات، الهند[1] الإقامة مومباي  الجنسية هندي  الهند الزوجة دهانيا موهان (من 2...

 

 

Mining operation extracting rock salt or halite This article is about mining for salt. For the secret CIA prison, see Salt Pit. Modern rock-salt mine near Mount Morris, New York Salt mining extracts natural salt deposits from underground. The mined salt is usually in the form of halite (commonly known as rock salt), and extracted from evaporite formations.[1] History Diorama of an underground salt mine in Germany. Inside Salina Veche, in Slănic, Prahova, Romania. The railing (lower m...