إطار مرجعي غاليلي

إطار مرجعي غاليلي هو إطار إحداثيات الذي يتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة لإطار مرجعي آخر مرتبط بمركز المجموعة الشمسية . قام العالم غاليليو غاليلي بوضع هذا المصطلح في العام 1632 باستخدام مثال سفينة تسافر بسرعة ثابتة بدون أرجحة على سطح بحر هادئ ، فإن المسافر الموجود في باطن السفينة لن يتمكن من معرفة عما إذا كانت السفينة تتحرك أم هي واقفة ساكنة (لا يعرف ذلك إلا إذا صعد على السطح وشاهد حركة السفينة بالنسبة لما حولها ).

يسهل تعيين إحداثيات أجسام متحركة في إطار مرجعي ما ، مثل "مختبر" ، وتعيينها بالنسبة لإحداثيات إطار مرجعي آخر عن طريق إجراء تحويل جاليليو.

تنبع تلك التحويلات من مبدأ النسبية ، وهي تختص بالحركة المنتظمة وفي خط مستقيم ، كما أن تحويلات جاليليو تنطبق عندما تكون سرعة الأجسام معتادة ، أي سرعات صغيرة جدا بالمقارنة بسرعة الضوء.

الصياغة

لا تختلف احداثيات حركة أجسام في أطار مرجعي جاليلي عن أحداثيات الأجسام طبقا لإطار مرجعي آخر يتحرك بالنسبة ه بسرعة منتظمة وفي خط مستقيم . ويمكن تطبيق ذلك على ميكانيكا نيوتن حيث تنطبق قوانين نيوتن على جميع الإطارات العطالية . وهي تسمى لذلك أحيانا " نسبية نيوتن" (ثم تعدلت عام 1905 بواسطة أينشتاين عند صياغته لالنظرية النسبية الخاصة لتصبح حالة شمولية ).

من افتراضات نيوتن :

• أفتراض وجود ما يسمى "مكان مطلق" تنطبق فيه قوانين نيوتن . وأي إطار عطالي يهتبر أنه يتحرك بسرعة منتظمة وفي خط مستقيم يالنسبة للمكان المطلق (المكان الساكن المطلق)،
• تتميز جميع الإطارات العطالية بأنها تتقاسم "زمن مطلق" .

سنشرح الآن نسبية جاليليو . نعتبر وجود إطاران عطاليان S and S' . ونفترض حدوث حدث فيزيائي (مثل إنارة لمبة ، أو فتح شباك ، أو تصادم كرتين ) في نقطة إحداثياتها r = (x, y, z) والزمنt; وبالتالي في الإطار المرجعي S' . وطبقا للافتراض الثاني المتعلق بتساوي الزمن في الإطارين تكون t = t' . ونفترض أن الإطار S' يتحرك بالنسبة إلى الإطار S بالسرعة المنتظمة v.

ونفترض جسيما نقطيا في المكان (r = r(t في S. فنجد أن الإحداثيات في الإطار S' هي:

$r'(t)=r(t)-vt.\,$

وتعين سرعة الجسيم عن طريق مشتقة المكان بالنسبة للزمن (تفاضل وتكامل]]) :

$u'(t)={\frac {d}{dt}}r'(t)={\frac {d}{dt}}r(t)-v=u(t)-v.$

Another differentiation gives the acceleration in the two frames:

$a'(t)={\frac {d}{dt}}u'(t)={\frac {d}{dt}}u(t)-0=a(t).$

It is this simple but crucial result that implies Galilean relativity. Assuming that mass is invariant in all inertial frames, the above equation shows Newton's laws of mechanics, if valid in one frame, must hold for all frames. But it is assumed to hold in absolute space, therefore Galilean relativity holds.

انظر أيضا

• تحويل جاليليو
• تحويلات لورينتز
• زمكان
• إبطاء زمني
• معامل لورينتز
• تجربة ميكلسون ومورلي
• معادلات آينشتين للمجال

• نظرية النسبية الخاصة
• نظرية النسبية العامة
• سرعة الضوء
• تأثير ساغناك
• نسبية التزامن
• مبدأ النسبية

• أشخاص: آرثر إيدينجتون | ألبرت آينشتاين | هندريك لورنتز | هيرمان مينكوفسكي | بيرنارد ريمان | هنري بوانكارييه | اليكسندر ماكفارلين | هاري باتيمان | روبرت شانكلاند | بلو وييلر
• النسبية: نظرية النسبية.