We leggen uit wat een referentiesysteem is in de natuurkunde, waar het voor dient en de verschillende concepten ervan in de klassieke en relativistische mechanica.
Wat is een verwijzingssysteem?
Wanneer we spreken van een referentiesysteem, verwijzen we normaal gesproken naar een reeks conventies die een waarnemer nodig heeft, binnen een fysiek-mechanisch systeem, om de positie en andere fysieke grootheden van een bestudeerd object te kunnen meten.
Dit betekent dat een referentiekader de noodzakelijke context is om de afmetingen en oriëntaties van een object te begrijpen. Als we bijvoorbeeld naar een foto van een dinosaurusbot kijken, is het onmogelijk om te weten hoe groot het is als we ontbrekenschaal. Daarom worden er linialen of voorwerpen naast geplaatst om een vergelijking te maken. Dit laatste is een referentiemodel voor maat.
Echter, de waardering van dit concept in de fysiek Het hangt af van het specifieke perspectief van waaruit het wordt bestudeerd:
- In de klassieke mechanica. Onder het referentiesysteem wordt verstaan het orthogonale assenstelsel waarmee we een Euclidische ruimte kunnen bestuderen, zoals in de analytische meetkunde. Bijvoorbeeld, de as van coördinaten die deel uitmaken van de meridianen en parallellen waarmee we fantasierijk organiseren onze planeet, staat de constructie toe van een wereldwijd referentiesysteem dat we vandaag kennen als GPS (Wereldwijd positioneringssysteem) en die deze denkbeeldige lijnen gebruikt als referentie om een punt binnen de wereldbol te lokaliseren.
- In relativistische mechanica. Met referentiesysteem begrijpen we de ruimte-tijdcoördinaten die elke fysieke gebeurtenis van belang identificeren, vanaf vier vector orthonormale referentie: ruimtelijke drie (hoogte, lengte, diepte) en een tijdelijke (weer).
Voorbeeld van referentiesysteem
Zonder referentiesysteem kunnen we de afmetingen van de objecten verwarren.Een eenvoudig en klassiek voorbeeld om het gebruik van referentiesystemen te begrijpen, is gebaseerd op een ruimtevaartuig dat opstijgt vanaf het oppervlak van de aarde.
Voor degenen die het vanaf het oppervlak observeren, stijgt het schip en is het snel uit het zicht, terwijl het er steeds kleiner uitziet terwijl het weggaat. In plaats daarvan is het voor de piloot de aarde die achterblijft, zich van het schip verwijdert en kleiner wordt naarmate het achterblijft. Voor beide dit beweging het zal snel en lineair zijn.
Maar voor een derde kijker in deMaan de beweging van de raket kan langzaam en ver weg lijken, minimaal, nauwelijks voorkomend, en hij zal alleen sneller worden als hij hem op zijn pad nadert. Dit verschil is te wijten aan het feit dat telkens een ander referentiesysteem wordt gebruikt.