Referenzrahmen mit Blimp the Dog

Feb 03 2023
Stellen Sie sich vor, Sie reisen in einem der Regentropfen. Was würden Sie sehen, wenn Blimp the Dog über das Gras huscht?
Bezugsrahmen Verschiedene Beobachter sehen unterschiedliche Versionen desselben Ereignisses. Nehmen wir an, Sie befinden sich am Ende des Parks und Blimp rennt auf Sie zu.
Luftschiff mit dem Hund im Regen. Illustration des Autors

Bezugsrahmen

Verschiedene Beobachter werden unterschiedliche Versionen desselben Ereignisses sehen.

Nehmen wir an, Sie befinden sich am Ende des Parks und Blimp rennt auf Sie zu.

Foto von @Peanutthecorgi auf Twitter

Eine Person am anderen Ende würde sehen, wie Blimp vor ihnen davonlief.

Foto von mukphotos von 123RF

Das bedeutet, dass Sie und diese andere Person sich in unterschiedlichen Bezugsrahmen befinden .

Ein Referenzrahmen ist ein Koordinatensystem , das zur Bestimmung von Positionen und Geschwindigkeiten in diesem Rahmen verwendet werden kann.

Trägheitsbezugssystem

Wir geben den Bezugsrahmen, die in unserem täglichen Leben am häufigsten vorkommen, einen besonderen Namen. Wenn Sie still im Park stehen, beschleunigen Sie nicht relativ zum Bezugssystem der Erde , da Sie sich mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung bewegen. Sie sehen die Dinge also aus einem trägen Bezugsrahmen .

Bezugsrahmen des Regens

Wir können den Regen so modellieren, dass er mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fällt.

Das Bezugssystem des Regens, nennen wir es R, ist also ein Inertialsystem . Dies ist wichtig, da Ihr Bezugssystem im Park , das wir S nennen können , ebenfalls träge ist .

Jetzt verwenden wir ein Prinzip, das eine der zentralen Säulen der klassischen Mechanik ist, die Galileische Invarianz , die besagt:

Die Gesetze der Physik sind in allen Trägheitsbezugssystemen gleich.

Es bedeutet lediglich, dass Sie die Bewegung von Blimp mithilfe des Referenzrahmens R oder S genau beschreiben können.

Blimps Geschwindigkeit in R

In S sehen Sie, wie Blimp in die Regentropfen rennt und wie der Regen auf Blimp fällt.

Aber wenn Sie sich in einem Regentropfen befänden, das heißt, Ihr Referenzrahmen wäre R , würden Sie sehen, wie Blimp auf Sie zukommt , wie ein Luftschiff!

Aber wir müssen auch bedenken, dass Blimp auch horizontal auf den Regentropfen zuläuft.

Kombinieren der Geschwindigkeitskomponenten für Blimp,

Daher würden wir aus dem Inneren eines Regentropfens den Eindruck gewinnen, dass Blimp durch die Luft auf uns zufliegt !

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Ich hoffe, es hat Ihnen Spaß gemacht, meine Geschichte zu lesen. Um weitere Inhalte zu Mathematik und Physik zu sehen, folgen Sie dieser Null-Exzentrizität-Kuh .

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