Система отсчёта
Система отсчёта нужна, чтобы однозначно описать, где находится тело и как меняется его положение со временем. Она состоит из тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.
Из чего состоит система отсчёта
- Тело отсчёта — тело, относительно которого рассматривают положение и движение, например Земля, вагон или автомобиль.
- Система координат — начало отсчёта, координатные оси и единицы длины. Она позволяет записать положение тела числами.
- Часы — прибор для определения момента и продолжительности события.
Выбор системы отсчёта зависит от задачи. Для движения автомобиля обычно удобно связать начало координат с дорогой или Землёй. При изучении движения пассажира в вагоне можно выбрать сам вагон как тело отсчёта.
Эта запись означает, что радиус-вектор \(\vec r\) тела, а значит и его координаты, могут зависеть от времени \(t\). Если координаты не меняются, тело покоится в выбранной системе отсчёта. Если меняются, тело движется относительно неё. В некоторых задачах тело заменяют материальной точкой, если его размерами можно пренебречь.
Пассажир сидит в движущемся автобусе. Относительно автобуса он покоится: его координаты не меняются. Относительно дороги пассажир движется вместе с автобусом. Значит, покой и движение зависят от выбранной системы отсчёта.
Тело отсчёта — только один элемент системы отсчёта. Система отсчёта включает также координатную систему и часы. Кроме того, движение всегда рассматривают относительно чего-либо: нельзя сказать, что тело «движется вообще», не указав систему отсчёта.
Что обязательно входит в систему отсчёта?
Главное
- Система отсчёта состоит из тела отсчёта, системы координат и часов.
- Положение тела задают координатами, которые могут зависеть от времени: \(\vec r=\vec r(t)\).
- Покой и движение относительны: результат зависит от выбранной системы отсчёта.