ניוטאָנס רעלאַטיווע באַוועגונג: פֿאַרשטיין די וועלט פֿון אַ באַוועגלעכער פּערספּעקטיוו
רעלאטיווע באוועגונג איז איינע פון די יסודות'דיגע קאנצעפטן אין פיזיק, וואס העלפט אונז פארשטיין ווי אביעקטן באוועגן זיך אין באצוג צו אן אבזערוואטאר וואס קען זיך אויך באוועגן. דער טערמין רעלאטיווע באוועגונג באציט זיך אין עיקר צו באוועגונג געמאסטן פון אן אנדערן רעפערענץ פונקט. פאר איבער דריי יארהונדערטער איז דאס פרינציפ געווען אן אינטעגראלער טייל פון קלאסישער מעכאניק, דאנק די באדייטנדע ביישטייערונגען פון אייזיק ניוטאן. אין דעם ארטיקל וועלן מיר אויספארשן דעם קאנצעפט פון רעלאטיווע באוועגונג פון א ניוטאנישער פערספעקטיוו, פון זיינע יסודות ביז זיינע אנווענדונגען אין טעגליכן לעבן און מאדערנער וויסנשאפט.
די גרונטפּרינציפּן פון ניוטאָנישער מעכאַניק
איידער מיר גייען אריין אין רעלאטיווע באוועגונג, איז עס נוצלעך צו פארשטיין די גרונטלעכע זאכן פון ניוטאנישער מעכאניק. אייזיק ניוטאן האט פארמולירט דריי געזעצן פון באוועגונג וואס פארמען דעם רוקן-ביין פון קלאסישער מעכאניק:
1. געזעץ פון אינערציע: אן אביעקט וועט בלייבן אין רו אדער זיך באוועגן אין א גלייכער ליניע מיט א קאנסטאנטער שנעלקייט סיידן עס ווערט געצוואונגען דורך אן עקסטערנער קראפט.
2. געזעץ פון אַקציע און רעאַקציע: די אַקסעלעראַציע פון אַן אָביעקט איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער קראַפט וואָס ווערט אָנגעווענדט צו אים, און פאַרקערט פּראָפּאָרציאָנעל צו דער מאַסע פון דעם אָביעקט.
3. געזעץ פון אַקציע און רעאַקציע: פֿאַר יעדער אַקציע איז דאָ אַ גלייכע און פאַרקערטע רעאַקציע.
די דריי געזעצן, וואָס רעגירן ווי אָביעקטן באַוועגן זיך אונטער דער אַקציע פון כוחות, פאָרמען אויך די באַזע פֿאַר אונדזער פֿאַרשטאַנד פון רעלאַטיווער באַוועגונג.
וואָס איז רעלאַטיווע באַוועגונג?
רעלאטיווע באוועגונג באדייט באאבאכטן די באוועגונג פון אן אביעקט פון פארשידענע רעפערענץ פונקטן. למשל, שטעלט זיך פאר אז איר זענט אויף א באוועגנדיקן באן. פון אייער פערספעקטיוו און יענעם פון די אנדערע פאסאזשירן, קוקט עס אויס ווי איר שטייט שטיל בשעת דער באן באוועגט זיך. אבער, פאר איינעם וואס שטייט אינדרויסן פון באן (למשל, אויף א סטאנציע פלאטפארמע), באוועגט איר זיך מיטן באן.
די אַנדערע פּערספּעקטיוו ווײַזט אַז באַוועגונג איז רעלאַטיוו; עס איז נישטאָ קיין אַבסאָלוטע באַוועגונג. ניוטאָן האָט דאָס פֿאַרשטאַנען און עס אַרײַנגענומען אין זײַנע פּרינציפּן פֿון מעכאַניק.
אינערציעלע און נישט-אינערציעלע סיסטעמען
אין ניוטאנישער מעכאניק, קען מען צעטיילט באוועגלעכע רעפערענצן אין צוויי קאטעגאריעס: אינערציעלע און נישט-אינערציעלע סיסטעמען.
אינערציעלע סיסטעם
אן אינערציעלע סיסטעם איז א רעפערענץ סיסטעם וואס באוועגט זיך מיט א קאנסטאנטער שנעלקייט, דאס מיינט אז עס דערפארט נישט קיין פארגיכערונג. אין דעם סיסטעם, גילטן ניוטאן'ס געזעצן אן קיין ענדערונגען. למשל, אויב צוויי אבזערוואטארן אין צוויי באנען וואס באוועגן זיך מיט א קאנסטאנטער שנעלקייט באאבאכטן די באוועגונג פון א באל אין זייערע באנען, וועלן זיי זען ווי דער באל באוועגט זיך לויט ניוטאן'ס געזעצן אן קיין ענדערונג.
נישט-אינערציעלע סיסטעם
אויף דער אנדערער האַנט, אַ נישט-אינערציאַל סיסטעם איז אַ רעפערענץ סיסטעם וואָס גייט דורך אַקסעלעראַציע. אין דעם סיסטעם, ניוטאָן'ס געזעצן זענען נישט גאָר אָנווענדלעך סיידן מיר באַטראַכטן פּסעוודאָ-קראַפטן ווי די קאָריאָליס קראַפט אָדער צענטריפּעטאַל קראַפט. למשל, אויב איר זענט אין אַ אַקסעלערירנדיק אויטאָ, וועט איר פילן געשטופּט צוריק.
גאַלילעאַנישע טראַנספאָרמאַציעס
איינע פון די יסודות פון ניוטאנישער קלאסישער מעכאניק פארן פארשטיין רעלאטיווע באוועגונג איז די גאלילעאישע טראנספארמאציעס. גאלילעא גאלילעי, וועלכער האט אינספירירט ניוטאן, האט געזאגט אז די געזעצן פון פיזיק גילטן גלייך אין אלע אינערציאלע סיסטעמען. די גאלילעאישע טראנספארמאציע פארמולע ערלויבט אונז צו באוועגן זיך פון איין אינערציאלער סיסטעם צו א צווייטן דורך צולייגן אדער אפנעמען די רעלאטיווע שנעלקייטן צווישן זיי.
למשל, אויב אַ באַן באַוועגט זיך רעכטס מיט גיכקייט \(v\), און עמעצער וואַרפט אַ באַל פאָרויס אין דער באַן מיט גיכקייט \(u\) אין באַצוג צו דער באַן, דאַן איז די גיכקייט פון דער באַל אין באַצוג צו דער ערד \(u + v\). די טראַנספאָרמאַציע איז זייער נוצלעך אין סאָלווען פילע פּראָבלעמען פון רעלאַטיווע באַוועגונג אין קלאַסישער מעכאַניק.
אַפּליקאַציעס פון ניוטאָן'ס רעלאַטיווע באַוועגונג אין וואָכעדיק לעבן
פֿאַרשטיין רעלאַטיווע באַוועגונג האט ווײַטגרייכנדיקע אימפּליקאַציעס פֿאַר פֿיל אַספּעקטן פֿון וואָכעדיק לעבן און טעכנאָלאָגיע. דאָ זענען עטלעכע בײַשפּילן:
סאַטעליט נאַוויגאַציע
דזשי-פי-עס סאטעליטן רירן זיך מיט הויכע שנעלקייטן אין באַצוג צו דער ערד'ס ייבערפלאַך. כּדי צו צושטעלן גענויע פּאָזיציע אינפֿאָרמאַציע, מוז די דזשי-פי-עס סיסטעם נעמען אין באַטראַכט די ווירקונגען פון רעלאַטיווע באַוועגונג, ספּעציעל די אָפטקייט פֿאַרשייבונג באַקאַנט ווי דער דאָפּלער ווירקונג. אַנדערש, קען די פּאָזיציע וואָס די סאטעליטן צושטעלן זיין אומרעכט מיט ביז עטלעכע מעטער.
טראַנספּאָרטאַטיאָן
די פאַרוואַלטונג און פּלאַן פון טראַנספּאָרטאַציע סיסטעמען, פֿון שאָסייען ביז באַנען און עראָפּלאַנען, פֿאָדערט אַ גוט פֿאַרשטאַנד פֿון רעלאַטיווער באַוועגונג. למשל, ביי אַ פֿאַרנומענער אינטערסעקציע, קען פֿאַרשטיין ווי פֿאָרמיטלען באַוועגן זיך רעלאַטיוו צו יעדן אַנדערן העלפֿן פֿאַרמייַדן אומגליקן.
פיזיק און ספעיס
אַסטראָנאַוטן אויף דער אינטערנאַציאָנאַלער ספעיס סטאַנציע (ISS) רירן זיך מיט הויכע גיכקייטן אין באַצוג צו דער ערד. פֿאַרשטיין די רעלאַטיווע באַוועגונג דערמעגלעכט זיי צו רעכענען די מאַנעווערס וואָס זענען נייטיק צו ריכטיק אָרביטירן אָדער טרעפן זיך מיט אַנדערע ספעיס־סטאַנציעס.
אונטערשיידן מיט דער טעאריע פון רעלאטיוויטעט
אסאך מענטשן פארמישן אפט ניוטאנישע רעלאטיווע באוועגונג מיט אלבערט איינשטיין'ס טעאריע פון רעלאטיוויטעט. כאטש ביידע געבן א פארשטאנד פון רעלאטיווע באוועגונג, זענען דא וויכטיגע אונטערשיידן צווישן זיי.
ספּעציעלע רעלאַטיוויטעט
איינשטיין'ס ספעציעלע טעאריע פון רעלאטיוויטעט האט איינגעפירט דעם קאנצעפט אז נישט נאר רעלאטיווע שנעלקייט, נאר אויך צייט און פלאץ ווערן באאיינפלוסט דורך דער שנעלקייט פון אן אביעקט וואס דערנענטערט זיך צו דער שנעלקייט פון ליכט. אין דעם ניוטאנישן ראם, איז צייט באטראכט געווארן אלס אן אוניווערסאלע קאנסטאנטע וואס איז די זעלבע פאר אלע באאבאכטער, אבער איינשטיין האט געוויזן אז צייט קען זיך באוועגן שטייטער אין באצוג צו אן באאבאכטער אין א שנעל-באוועגלעכן צושטאנד.
אַלגעמיינע רעלאַטיוויטעט
איינשטיין האט אויך פארברייטערט דעם קאנצעפט פון רעלאטיווער באוועגונג דורך זיין אלגעמיינע טעאריע פון רעלאטיוויטעט, וואס האט פארגעשטעלט דעם איינפלוס פון גראוויטאציע אויף דער קרומונג פון צייט-רוים. דאס האט זיך שטארק אנדערש געמאכט פון ניוטאן'ס מיינונג, וואו גראוויטאציע איז באטראכט געווארן אלס א קראפט וואס ארבעט אינסטאנטינענטאל אין "אבסאלוטן רוים".
קעסימפּולאַן
רעלאטיווע באוועגונג איז א יסודות'דיגע קאנצעפט אנטוויקלט דורך אייזיק ניוטאן און שטיצט אסאך פרינציפן פון קלאסישער מעכאניק. פארשטיין רעלאטיווע באוועגונג ערלויבט אונז צו פארשטיין ווי אביעקטן באוועגן זיך און צושטעלן מער גענויע באשרייבונגען אין פארשידענע רעפערענץ סיסטעמען. פון גאלילעאישע טראנספארמאציעס ביז אירע טעגליכע אנווענדונגען, רעלאטיווע באוועגונג בלייבט רעלאוואנט און נוצלעך אין קלאסישער פיזיק.
טראָץ באַדייטנדיקע אונטערשיידן צווישן קלאַסישער מעכאַניק און איינשטיינס טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט, בלייבן ניוטאָנס ביישטייערונגען צו אונדזער פארשטאנד פון רעלאַטיווער באַוועגונג אַ באַדייטנדיקער מיילשטיין אין דער געשיכטע פון וויסנשאַפט. ביזן היינטיקן טאָג העלפט די געדאַנק פון רעלאַטיווער באַוועגונג מענטשן אין אַ ברייטער פאַרשיידנקייט פון פעלדער, פון וואָכעדיקער טעכנאָלאָגיע ביז קאָסמאָס עקספּלאָראַציע.
