|
Что такое система отсчёта?
|
|
|
EricRed | Дата: Пятница, 21.10.2016, 05:15 | Сообщение # 1 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Навеено этим:
Решебник по физике за 9 класс (А. В. Перышкин, Е. М. Гутник, 2009 год), задача №2 к главе «Глава I Законы взаимодействия и движения тел. Упражнение 9».
Вопрос: В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчета. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчета, связанной со зданием вокзала, и в системе отсчета, связанной с растущим у дороги деревом. Не противоречит ли это утверждению о том, что скорость относительна? Ответ поясните.
Ответ: Нет, поскольку и дерево, и вокзал жестко связаны с другой системой отсчёта — Землей.
Книги этой у меня нет, поэтому точность цитирования не гарантирую.
Предлагаю основательно разобраться со следующим (и не в общих ничего не значащих словах, а в практических навыках):
Что такое система отсчёта? Зачем она нужна? Как соотносятся между собой система отсчёта и система координат?
Если кому-то тема кажется слишком простой, то сделаю такое утверждение: что такое система отсчёта в самом общем случае, современная наука не знает; проблемы с этим известны уже 100 лет (ровно), но ни малейших подвижек нет до сих пор.
В литературе есть разноголосица о том, что такое система отсчёта, но сформулировать общепринятое определение можно: система отсчёта — это тело отсчёта и часы. Основные вариации, заслуживающие внимания, такие: не одно тело, а система тел (Лансберг, который тоже использует такое определение, видимо, просто забыл про часы); плюс ещё и система координат тоже входит. Систему координат, понятно, приплетать нельзя: если я вместо декартовой сферическую возьму, то у меня система отсчёта поменяется, тта?
Но уже дальше пошли загадки. Говорят всегда так: с вокзалом связана система отсчёта. Откуда видно, что вокзал телом отсчёта той системы не служит: иначе бы говорили иначе — «построена на», что ли, или просто «телом отсчёта которой служит».
Вопрос А: с вокзалом, деревом и Землёй связана одна и та же система отсчёта или три разных?
Вопрос Б: что служит телом отсчёта этой одной системы или каждой из этих трёх систем?
Второй вопрос — это, конечно, просто вопрос: что такое тело отсчёта? В школьных учебниках ответа на этот вопрос просто нет: «относительно тела отсчёта производятся измерения положений других тел». Совершенно верно. И? В ВУЗовских учебниках полезной информации больше, но, просто прочитав в них один тот параграф, вы, если ответа не знаете, на вопрос ответить не сможете — я уверен.
21.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Пятница, 21.10.2016, 18:04 | Сообщение # 2 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
Как я это воспринимаю.
Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени,
по отношению к которым рассматривается движение каких-либо тел.
Это определение я взял и Википедии, и оно меня вполне устраивает.
Вопрос связи системы координат с телом отсчета - это уже, скажем, чисто технический вопрос,
и ответ зависит от решаемой задачи.
Например, для случая Земли как тела отсчета.
При рассмотрении движения автомобиля начало координат связываем с какой-то точкой на поверхности Земли
и удобным нам образом ориентируем оси.
При рассмотрении движения спутника относительно Земли начало координат связываем с центром Земли и,
опять же, удобным для нас образом ориентируем оси.
Цитата EricRed (  ) Вопрос А: с вокзалом, деревом и Землёй связана одна и та же система отсчёта или три разных?
Тело отсчета, естественно, одно и то же - Земля (за исключением случая, когда "вокзал отходит"  ).
Это главный момент. Принципиальный.
А произвол в выборе точек отсчета для измерения расстояния и времени - менее принципиальный. Им несть числа.
Здание вокзала можно рассматривать как совокупность отдельных кирпичей, и относительно каждого
вести отсчет. И будет систем отсчета... сколько там кирпичей в здании вокзала...
Соблюдая чувство меры, я уже не говорю о песчинках...
Так что на процитированный вопрос отвечу - одна система отсчета, несмотря на то, что при неуёмной фантазии
их можно наплодить бесконечно много, принципиально не отличающихся.
Цитата EricRed ( ) Вопрос Б: что служит телом отсчёта этой одной системы или каждой из этих трёх систем?
Земля (см. выше).
Цитата EricRed ( ) Второй вопрос — это, конечно, просто вопрос: что такое тело отсчёта?
Я бы предложил так. Нужно иметь базовое тело отсчета, на котором можно разместить приборы
и провести измерения. А потом результаты можно пересчитать для какой-нибудь молекулы,
претендующей на тело отсчета, и передать их, в качестве физико-математической гуманитарной помощи,
исследователям, живущим и работающим на поверхности этой молекулы.
Как-то так, навскидку... Не претендуя на истину в конечной инстанции. Главное - можно ехать, а шашечки...
Цитата EricRed ( ) проблемы с этим известны уже 100 лет (ровно)
Несмотря на это, космические корабли успешно бороздят просторы Большого театра.
А если Вы намекаете на ОТО, то это уже по ту сторону добра и зла.
21.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Пятница, 21.10.2016, 19:43 | Сообщение # 3 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата miflin ( ) Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени,
по отношению к которым рассматривается движение каких-либо тел.
Если так, то с другой системой координат будет и другая система отсчёта. Если я вместо декартовой сферическую возьму, у меня система отсчёта поменяется что ли? Вроде, Вы согласны, что можно начало отсчёта системы координат выбрать произвольно? Тогда уж отделяйте систему координат от системы отсчёта: иначе она будет другой даже, если начало сместить.
Цитата miflin ( )
одна система отсчета, несмотря на то, что при неуёмной фантазии
их можно наплодить бесконечно много, принципиально не отличающихся.
Многие согласятся с этим, я думаю. Поясню, откуда берётся эта интуиция. Мы начинаем думать о том, зачем нужна система отсчёта и тут понимаем, что иметь здесь три разных совершенно бесполезно — они должны совпадать.
Нужно понять главное. Что такое система отсчёта? Система отсчёта — это прибор, которым измеряют в первую очередь координаты и время. Понятно, что, когда мы измеряем длину, то в качестве линейки можно взять разные вещи: иной раз и пальцем прекрасно можно померить. Так и тут: тело отсчёта можно реализовать по-разному, это, кроме точности, ни на что не повлияет.
А вот тут можно дерево взять или вокзал, или же только Землю? Строго говоря, ни одно: как и с линейкой, нужно соблюдать метрологические стандарты, поэтому абы как реализовывать тело отсчёта нельзя. Но интуитивно опять ясно, что Земля больше подходит. Почему? А потому, что определять положение в пространстве относительно тела отсчёта можно только в непосредственной близости от него. Те, кто ориентировался на местности, знают, что нужны три ориентира и они обязательно должны быть на значительном удалении друг от друга: если они стоят гурьбой, то точность позиционирования будет хреновой. Вот поэтому и говорят о системе тел, потому что всегда их бывает три: больше-то и не нужно, чтобы реализовать тело отсчёта. Но тело отсчёта всегда одно.
К телу отсчёта есть одно важное требование. Чем серьёзнее литературный источник, тем вероятнее в нём не забывают упомянуть, что тело отсчёта обязательно должно быть абсолютно твёрдым. Это потому так, что тело отсчёта и есть используемый эталон длины. Если он будет меняться во времени или пространстве, то, понятно, начнётся архи адовая жуть. Поэтому, когда читаете, что в механике сплошных сред и общей теории относительности в качестве тела отсчёта используют непрерывную среду, — не верьте глазам своим (с) Козьма Прутков.
Вопрос: если в одной и той же системе отсчёта можно использовать разные координаты (декартовы, сферические, с разным началом отсчёта), то можно ли использовать и нестационарные то есть — зависящие от времени (растягивающиеся, движущиеся)? Например, такая замена координат: x' = x tДобавлено (21.10.2016, 19:43)
---------------------------------------------
Цитата miflin ( ) А если Вы намекаете на ОТО, то это уже по ту сторону добра и зла
Нет смысла здесь обсуждать самый общий случай. Я просто хочу лишний раз обратить внимание на то, что наука не бывает законченной даже в самых базовых понятиях: всегда есть нерешённые проблемы. Например, недавно приняли новый метрологический стандарт, и теперь измерением называется совсем не то, что им называлось раньше. В новом определении устранены проблемы старого и порождены новые. Движение вперёд не в том, что проблем стало меньше: наоборот, количество проблем всегда только растёт. Продвижение в том, что новые проблемы гораздо тоньше и труднее предыдущих.
21.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Пятница, 21.10.2016, 19:59 | Сообщение # 4 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
Эрик, конечно, можно обсуждать многие нюансы, более существенные, менее существенные -
у каждого своё мнение.
Моё мнение (аналогия) - если в одном сосуде с водой плавают гуппи, меченосцы и гурами,
а в другом - скалярии, барбусы и неоны, то для меня оба этих сосуда - одно и то же - аквариум с рыбками.
21.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Пятница, 21.10.2016, 22:56 | Сообщение # 5 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Мне бы просто ответы на вопросы. Я никогда никому ничего не навязываю. Только аргументирую и разъясняю.
В стационарной системе координат расстояние между двумя точками будет просто равно модулю x1 - x2 В нестационарной расстояние между те ми же точками будет равно модулю ( x1' - x2' ) / t Что страшного? В сферической системе координат расстояние вдоль мередиана тоже не простой разности углов равно.
Теперь очевидно, я думаю, что тех, кто продолжает приплетать систему координат в определение системы отсчёта, можно ласково называть лопушками. Потому, что движущаяся поступательно система координат может быть, как нестационарной системой координат в одной системе отсчёта, так и стационарной системой координат в другой системе отсчёта.Добавлено (21.10.2016, 22:56)
---------------------------------------------
Есть такая простая и ясная аналогия:
Что такое система отсчёта? — Это прибор. Что такое система координат? — Это шкала того прибора.
21.10.2016
Сообщение отредактировал EricRed - Пятница, 21.10.2016, 21:51
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Суббота, 22.10.2016, 02:19 | Сообщение # 6 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
EricRed, честно говоря, на понимаю, о чем Вы.
22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Суббота, 22.10.2016, 05:03 | Сообщение # 7 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата miflin ( ) EricRed, честно говоря, на понимаю, о чем Вы.
Тихо сам с собою:
Цитата EricRed ( ) Вопрос: если в одной и той же системе отсчёта можно использовать разные координаты (декартовы, сферические, с разным началом отсчёта), то можно ли использовать и нестационарные то есть — зависящие от времени (растягивающиеся, движущиеся)? Например, такая замена координат: x' = x t
Цитата EricRed ( ) В стационарной системе координат расстояние между двумя точками будет просто равно модулю x1 - x2 В нестационарной расстояние между те ми же точками будет равно модулю ( x1' - x2' ) / t Что страшного? В сферической системе координат расстояние вдоль мередиана тоже не простой разности углов равно.
И отвечаю на последний вопрос о соотношении системы отсчёта и системы координат:
Цитата EricRed ( ) Есть такая простая и ясная аналогия:
Что такое система отсчёта? — Это прибор. Что такое система координат? — Это шкала того прибора 22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Суббота, 22.10.2016, 11:31 | Сообщение # 8 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата EricRed ( ) Теперь очевидно, я думаю, что тех, кто продолжает приплетать систему координат в определение системы отсчёта, можно ласково называть лопушками.
Мне, собственно, интересно следующее.
Какие практические причины побудили Вас оттачивать формулировку понятия "система отсчета"?
Можете привести пример расчета, в котором вышеупомянутые "лопушки" непременно лопухнутся
и получат неправильный результат из-за того, что "приплели систему координат в определение системы отсчёта"?
22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Суббота, 22.10.2016, 13:49 | Сообщение # 9 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата miflin ( ) Можете привести пример расчета, в котором вышеупомянутые "лопушки" непременно лопухнутся
и получат неправильный результат из-за того, что "приплели систему координат в определение системы отсчёта"?
Могу, но он будет из релятивистской физики и далеко выйдет за рамки школьного курса, что не соответствует ни теме, ни форуму. Но индо Вы считаете приемлемым и безвредным включать что-то в определение чего-то, если оно ни как с тем не связано? Индо это только тогда важно, когда левые люди в ведомости по зарплате появляются?
22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Суббота, 22.10.2016, 16:04 | Сообщение # 10 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата EricRed ( ) Могу, но он будет из релятивистской физики и далеко выйдет за рамки школьного курса, что не соответствует ни теме, ни форуму.
Открыть тему по теме, которая не соответствует теме, - это круто!
22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Суббота, 22.10.2016, 18:50 | Сообщение # 11 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата miflin ( ) Открыть тему по теме, которая не соответствует теме, - это круто!
Вы уже заговариваетесь. Я привёл два повода не включать систему координат в определение системы отсчёта: иначе при смене системы координат будет меняться и система отсчёта; нестационарная система координат в одной системе отсчёта может быть стационарной в другой. Вам этого мало? Если мало, это моя проблема или Ваша?
22.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Воскресенье, 23.10.2016, 11:03 | Сообщение # 12 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата EricRed ( ) Я привёл два повода не включать систему координат в определение системы отсчёта
Ну, ежели Вы всех, кто в той или иной степени соприкасается с физикой, держите за идиотов...Добавлено (23.10.2016, 11:03)
---------------------------------------------
Исключив систему координат из определения системы отсчета, мы, будучи последовательными,
должны переименовать нашу систему в "систему неотсчета", т.к. с недоумением
вдруг обнаружим, что не от чего отсчитывать расстояния и углы...
Принц Роланд вскочил на коня и одновременно поскакал во всех направлениях.
Пока не научишься плавать, к воде подходить не смей!
23.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
EricRed | Дата: Понедельник, 24.10.2016, 04:26 | Сообщение # 13 |
EricRed
Ранг: Студент (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
170 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
Цитата miflin ( ) Ну, ежели Вы всех, кто в той или иной степени соприкасается с физикой, держите за идиотов...
Я ещё раз обращаю Ваше внимание на то, что Вы начинаете нести околесицу.
Я привёл два повода что-то не делать столь очевидных, что считаю уместным навешивать ярлыки, но делать это ласково, так как под то попадают многие ни столько известные люди, сколько уважаемые лично мною. У Вас есть что возразить — возражайте. Ваши эмоции легко понятны, но кому они интересны?
Цитата miflin ( ) мы, будучи последовательными,
должны переименовать нашу систему в "систему неотсчета"
Ничего подобного. Измерения не требуют чисел для своего проведения. Это видно уже из того, что человек научился измерять задолго до изобретения им чисел. Поэтому и система координат для функционирования системы отсчёта не принципиальна. Физика вообще бы могла обойтись совсем без математики. Но, понятно, такая физика бы понравилась только садомазохистам.
24.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
miflin | Дата: Понедельник, 24.10.2016, 15:22 | Сообщение # 14 |
miflin
Ранг: Профессор (?)
Хмырь обыкновенный
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
2663 |
| Награды: |
87 |
| Статус: |
Offline |
|
EricRed, по мере общения с Вами (миллиметровка ещё жива в памяти...), в безнадежных попытках
осмыслить Ваш взгляд на физику, всё более ясно и отчетливо вырисовывается в моём крайне субъективном
представлении вопрос: сколько членов в Вашей секте?
24.10.2016
|
|
|
|
| |
|
|
wrobel | Дата: Вторник, 15.11.2016, 16:04 | Сообщение # 15 |
wrobel
Ранг: Дошколенок (?)
Группа: Зарегистрированные
|
| Сообщений: |
2 |
| Награды: |
0 |
| Статус: |
Offline |
|
я вот тоже не понимаю, чем плохо стандартное определение: тело отсчета+часы. С телом отсчета можно связать много разных систем координат.
15.11.2016
|
|
|
|
| |
|
