เฟรมอ้างอิงกับ Blimp the Dog

Feb 03 2023
จินตนาการว่าคุณกำลังเดินทางท่ามกลางเม็ดฝนเม็ดหนึ่ง คุณจะเห็นอะไรเมื่อ Blimp the Dog วิ่งหนีไปบนพื้นหญ้า?
กรอบอ้างอิง ผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันจะเห็นเหตุการณ์เดียวกันในรูปแบบที่แตกต่างกัน สมมติว่าคุณอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของสวนสาธารณะและ Blimp กำลังวิ่งเข้าหาคุณ
เรือเหาะสุนัขท่ามกลางสายฝน ภาพประกอบของผู้เขียน

กรอบอ้างอิง

ผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันจะเห็นเหตุการณ์เดียวกันในรูปแบบที่แตกต่างกัน

สมมติว่าคุณอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของสวนสาธารณะและBlimpกำลังวิ่งเข้าหาคุณ

รูปภาพโดย @Peanutthecorgi บน Twitter

คนที่อยู่อีกด้านจะเห็นBlimpวิ่งหนีจากพวกเขา

ภาพถ่ายโดย mukphotos จาก 123RF

ซึ่งหมายความว่าคุณและ บุคคลนี้อยู่ในกรอบอ้างอิงที่ แตกต่างกัน

กรอบอ้างอิงเป็นระบบพิกัดที่สามารถใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งและความเร็วในกรอบนั้น

กรอบอ้างอิงเฉื่อย

มีชื่อพิเศษที่เราตั้งให้กับกรอบอ้างอิงที่พบบ่อยที่สุดในชีวิตประจำวันของเรา ย้อนกลับไป ที่คุณยืนอยู่นิ่งๆ ในสวนสาธารณะ คุณไม่ได้เร่งความเร็วเมื่อเทียบ กับกรอบอ้างอิงของโลกเพราะคุณกำลังเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันและไปในทิศทางเดียวกัน ดังนั้นคุณจึงเห็นสิ่งต่าง ๆ จากกรอบอ้างอิงเฉื่อย

กรอบอ้างอิงฝน

เราสามารถจำลองฝนที่ตกลงมาด้วยความเร็วคงที่

ดังนั้นกรอบอ้างอิงของฝนขอเรียกว่าRเป็นกรอบเฉื่อย นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากกรอบอ้างอิงของคุณในสวนสาธารณะซึ่งเราเรียกว่าSก็เป็นกรอบเฉื่อย เช่น กัน

ตอนนี้ เราใช้หลักการที่เป็นหนึ่งในเสาหลักสำคัญของกลศาสตร์คลาสสิก นั่นคือความไม่แปรเปลี่ยนของกาลิเลียนซึ่งระบุว่า:

กฎของฟิสิกส์จะเหมือนกันในทุกกรอบอ้างอิงเฉื่อย

หมายความว่าคุณสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของ Blimp ได้อย่างถูกต้องโดยใช้หน้าต่างอ้างอิงRหรือS

ความเร็วของ Blimp ใน R

ในSคุณจะเห็น Blimp วิ่งเข้าหาเม็ดฝนและฝนก็ตกลงมาทาง Blimp

แต่ถ้าคุณอยู่ในเม็ดฝน นั่นคือกรอบอ้างอิงของคุณคือRคุณจะเห็นเรือเหาะพุ่งเข้าหาคุณเหมือนเรือเหาะ!

แต่เราต้องจำไว้ว่า Blimp นั้นวิ่งในแนวนอนเข้าหาเม็ดฝนด้วย

การรวมส่วนประกอบความเร็วสำหรับ Blimp

ดังนั้นจากภายในเม็ดฝน เราจะรู้สึกว่าBlimp กำลังบินอยู่ในอากาศมาหาเรา!

ธรรมชาติที่ยุ่งยากของกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน กฎข้อที่ 3 ของนิวตันมาจากไหน? ฟิสิกส์สามารถอธิบายพลังของซูเปอร์แมนได้หรือไม่?

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการอ่านเรื่องราวของฉัน หากต้องการดูเนื้อหาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์เพิ่มเติมติดตามวัวศูนย์ศูนย์ตัวนี้

ตบมือก็ชื่นชมเช่นกัน!

คุณสามารถสนับสนุนฉันได้โดยตรงด้วยการซื้อกาแฟ ให้ฉัน ☕