伽利略坐标系和相对性原理(注意:不是相对论原理):
牛顿在其惯性定理中指出“任何物体在不受任何外力的情况下均保持静止或匀速直线运动”,这个定理在常识中,是比较容易让人接受的。
但是,大家考虑一下下面的场景:
一个钢球正在一块无摩擦力的地面上向前做匀速直线运动。同时附近有一个小孩在荡秋千。
如果以地面为参照物,构建参照系,则该刚球由于未受到外力的影响所以处于静止或匀速直线运动状态。这符合牛顿的惯性定理。
如果以小孩为参照物,构建参照系,则该刚球处于一种复杂的曲线运动中,而该钢球并没有受到外力的作用。而这个事实是不符合牛顿惯性定理的。
所以,从这个场景可以看出,牛顿的惯性定理是存在局限性的。
为了研究方便,我们把牛顿惯性定律能够成立的参照系称为“伽利略坐标系”。因此,以地面为参照物构建的坐标系为“伽利略坐标系”和以荡秋千的小孩为参照物构建的坐标系不是“伽利略坐标系”。
同时,通过简单的思考,我们可以得出:如果K1是一个伽利略坐标系,K2坐标系相对K1做匀速直线运动,则K2亦为一“伽利略坐标系”。此即为“相对性原理”。
牛顿在其惯性定理中指出“任何物体在不受任何外力的情况下均保持静止或匀速直线运动”,这个定理在常识中,是比较容易让人接受的。
但是,大家考虑一下下面的场景:
一个钢球正在一块无摩擦力的地面上向前做匀速直线运动。同时附近有一个小孩在荡秋千。
如果以地面为参照物,构建参照系,则该刚球由于未受到外力的影响所以处于静止或匀速直线运动状态。这符合牛顿的惯性定理。
如果以小孩为参照物,构建参照系,则该刚球处于一种复杂的曲线运动中,而该钢球并没有受到外力的作用。而这个事实是不符合牛顿惯性定理的。
所以,从这个场景可以看出,牛顿的惯性定理是存在局限性的。
为了研究方便,我们把牛顿惯性定律能够成立的参照系称为“伽利略坐标系”。因此,以地面为参照物构建的坐标系为“伽利略坐标系”和以荡秋千的小孩为参照物构建的坐标系不是“伽利略坐标系”。
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