Почему ускорение тела - величина абсолютная, а не относительная? Скорость относительна, а ускорение абсолютно?
Этот вопрос мне задала дочь, ученица 10 класса. Координата х в разных системах отсчёта разная, относительная. Скорость V, являющаяся первой производной от координаты х тоже разная, относительная. Ускорение а, являющееся второй производной от координаты х и первой производной от скорости, почему то не зависит от выбора системы отсчёта, абсолютно. Но ведь в формуле ускорения используются только те же самые величины, что и в скорости – х и t, всё. Но по непонятным причинам x’(t) везде разное, а x’’(t) везде одинаковое. Я затруднился ответить на этот вопрос.
Я представил – летят десять космических кораблей с разной скоростью в дальнем космосе. В девяти кораблях космонавты парят в невесомости, а в десятом - вжаты в кресла. В девяти системах отсчета ускорение десятого есть. Но в этой десятой системе отсчёта, ускоряться будут девять других кораблей, но почему то вжаты в кресла будут только космонавты десятого.
Нет допустим девяти остальных кораблей, нет звёзд, галактик. Как корабль поймёт, что он движется с ускорением и космонавту пора вжиматься в кресло? Неужели у нас во Вселенной существует выделенная избранная система отсчёта, относительно которой определяются ускорения?
ФизикаНаука+3
Ну тут много вопросов, на которые можно дать много разных ответов. Самый простой и поверхностный - ну вообще-то не абсолютно. Мы просто обычно только инерциальные системы рассматриваем.
Можно копнуть глубже, спросить а почему именно такие системы отсчета, вспомнить законы ньютона и сказать - потому что во второй закон входит именно ускорение. Вселенная вполне могла бы быть устроена и по другому, например туда могла входить третья производная, и тогда ускорения тоже было бы относительным.
Хорошо, но почему ускорение в этой системе отсчета - правильное, а в этой нет? Вероятно впервые этот вопрос задал Эрнст Мах, и нормального ответа ни у кого до сих пор нет. Сам Мах был против ньютоновского абсолютного пространства и считал, что инерциальные системы связаны с далекими космическими массами, а инертные свойства тела зависят от всех остальных тел.
С появлением ОТО все усложнилось даже непонятно, как именно формулировать принцип Маха, не говоря уж о том выполняется он или нет. Но зато ускорения уж точно перестали быть абсолютными
Образование: физика высокотемпературной плазмы, к.ф.м.н. Также интересуюсь электроникой, п... · 21 янв 2022
Экипаж ускоряющегося корабля видит, что относительно них ускоряются не только корабли с выключенными двигателями, но и вся Вселенная. Ускоряющаяся Вселенная создает гравитационное поле, которое вжимает космонавтов в кресла. Для экипажей других кораблей ускорения Вселенной нет, связанной с этим гравитации нет, и все плавают в невесомости.
Выделенная инерциальная система отсчёта конечно не существует. Все инерциальные системы отсчёта будут равноправными. Главное, чтобы все тела на которые не действуют силы (свободные от связей) двигались относительно него прямолинейно и равномерно. Относительно таких СО ускорение (законы Ньютона) инвариантно.
Абсолютно инерциальная система отсчета- это математическая... Читать далее
Инженер проектировщик технолог котельных, ИТП, ГПЭС, ДЭС.
Пытаюсь изучать физику.
Люблю... · 21 янв 2022
Дочка молодец! Отличный вопрос!
Я в 10 классе явно такими категориями не мыслил.
Думаю весь вопрос в понятиях. Тут получается забавная логическая ситуация: сперва мы говорим, что ИСО это такая штука, которая обладает скоростью и направлением, но не может иметь ускорения. После этого мы выясняем, что только скорость любого объекта относительна любой ИСО.
Мы вполне можем... Читать далее
Хороший вопрос. На поверхности лежит то, что понятие "относительно" подразумевает только смещение и равномерное движение одной СО относительно другой, но не ускорение. Такова симметрия нашего мира. Закон движения -- второй закон Ньютона, связывает ускорение с силой, т.е. не оставляет нам свободного выбора ускорения. В гамильтоновой формулировке мы находим движение... Читать далее
Скорость — первая производная по времени, ускорение — вторая. Почему скорость относительна, а ускорение — абсолютно? А вот именно по той самой причине — при втором дифференцировании исчезает член выражения, ответственный за относительность.
1 эксперт не согласен
Виктор Зосимов
16 февраля 2022возражает
См мой комментарий к другому ответу
Лучший
Абсолютной системы отсчёта нет, и все системы равноправны, но только все инерциальные системы отсчёта, а инерциальная система отсчёта - это в ньютоновской механике фактически аксиоматическое понятие, т.е. это такая система отсчёта, в которой все тела в отсутствии приложенных к ним сил движутся прямолинейно и равномерно.
Такие системы отсчёта, как мы знаем из опыта... Читать далее
1 эксперт не согласен
Виктор Зосимов
16 февраля 2022возражает
Все ответы так себе но этот с неправильными формулами особенно так себе. Есть четырёх скорость -производная... Читать дальше