Explicăm ce este un sistem de referință în fizică, pentru ce este el și diferitele sale concepții în mecanica clasică și relativistă.
Ce este un sistem de trimitere?
Când vorbim de un sistem de referință, ne referim în mod normal la un set de convenții de care un observator are nevoie, în cadrul unui sistem fizico-mecanic, pentru a putea măsura poziția și alte mărimi fizice ale unui obiect studiat.
Aceasta înseamnă că un cadru de referință este contextul necesar pentru a înțelege dimensiunile și orientările unui obiect. De exemplu, dacă ne uităm la o fotografie a unui os de dinozaur, este imposibil să știm cât de mare este acesta dacă ne lipseștescară. De aceea se pun rigle sau obiecte lângă el, pentru a stabili o comparație. Acesta din urmă este un model de referință pentru mărime.
Cu toate acestea, aprecierea acestui concept în fizic Depinde de perspectiva specifică din care este studiat:
- În mecanica clasică. Sistemul de referință este înțeles ca fiind sistemul de coordonate ortogonal cu care putem studia un spațiu euclidian, așa cum se întâmplă în geometrie analitică. De exemplu, axa coordonatelor care alcătuiesc meridiane și paralele cu care ne organizăm imaginativ planeta noastră, permit construirea unui sistem de referință global pe care astăzi îl cunoaștem ca GPS (Sistem de poziționare globală) și care utilizează aceste linii imaginare ca referință pentru a localiza un punct din glob.
- În mecanica relativistă. Prin sistem de referință înțelegem coordonatele spațiu-timp care identifică orice eveniment fizic de interes, din patru vector referință ortonormală: spațial trei (înălțime, lungime, adâncime) și unul temporar (vreme).
Exemplu de sistem de referință
Fără un sistem de referință putem confunda dimensiunile obiectelor.Un exemplu simplu și clasic pentru a înțelege utilizarea sistemelor de referință se bazează pe o navă spațială care decolează de pe suprafața Pământ.
Pentru cei care o observă de la suprafață, nava urcă și în curând este dispărută, arătând din ce în ce mai mică pe măsură ce se îndepărtează. În schimb, pentru pilot, Pământul este lăsat în urmă, îndepărtându-se de navă și devenind mai mic pe măsură ce este lăsat în urmă. Pentru ambele asta circulaţie va fi rapid și liniar.
Dar pentru un al treilea privitor situat înLuna mișcarea rachetei poate părea lentă și îndepărtată, minimă, abia se produce și va crește viteza doar pe măsură ce se apropie de ea pe calea sa. Această diferență se datorează faptului că în fiecare caz se utilizează un sistem de referință diferit.