Опорные кадры с Blimp the Dog

Feb 03 2023
Представьте, что вы путешествуете внутри одной из капель дождя. Что бы вы увидели, когда Пес Блимп бежал по траве?
Системы отсчета Разные наблюдатели увидят разные версии одного и того же события. Допустим, вы находитесь в одном конце парка, и дирижабль бежит к вам.
Дирижабль с собакой под дождем. Авторская иллюстрация

Системы отсчета

Разные наблюдатели увидят разные версии одного и того же события.

Допустим, вы находитесь в одном конце парка, и дирижабль бежит к вам.

Фото @Peanutthecorgi в Твиттере

Человек на другом конце увидит, как Блимп убегает от них.

Фото mukphotos с 123RF

Это означает, что вы и этот другой человек находитесь в разных системах отсчета .

Система отсчета — это система координат , которую можно использовать для определения позиций и скоростей в этой системе отсчета.

Инерциальная система отсчета

Существует специальное название, которое мы даем системам отсчета, наиболее распространенным в нашей повседневной жизни. Возвращаясь к тому, что вы стоите на месте в парке, вы не ускоряетесь относительно системы отсчета Земли , потому что вы движетесь с той же скоростью и в том же направлении. Итак, вы смотрите на вещи из инерциальной системы отсчета .

Система отсчета дождя

Мы можем смоделировать дождь, падающий с постоянной скоростью.

Итак, система отсчета дождя, назовем ее R, является инерциальной системой отсчета . Это важно, потому что ваша система отсчета в парке , которую мы можем назвать S, также является инерционной .

Теперь мы используем принцип, который является одним из центральных столпов классической механики, галилеевой инвариантности , который гласит:

Законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.

Это просто означает, что вы можете точно описать движение дирижабля, используя любую систему отсчета, R или S.

Скорость дирижабля в R

В S вы видите, как Дирижабль бежит по каплям дождя, а дождь падает на Дирижабль.

Но если бы вы были внутри капли дождя, то есть вашей системой отсчета была R , вы бы увидели дирижабль , поднимающийся к вам , как дирижабль!

Но мы также должны помнить, что дирижабль также движется горизонтально к дождевой капле.

Комбинируя компоненты скорости для Blimp,

Поэтому, находясь внутри капли дождя, у нас создалось бы впечатление, что дирижабль летит по воздуху к нам!

Хитрая природа третьего закона Ньютона Откуда взялся третий закон Ньютона? Может ли физика объяснить способности Супермена?

Надеюсь, вам понравилось читать мою историю. Чтобы увидеть больше материалов по математике и физике, следите за этой коровой с нулевым эксцентриситетом .

Хлопок тоже приветствуется !

Вы также можете поддержать меня напрямую, купив мне кофе ☕.