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Es la aceleración relativa?

Hace un tiempo en mi Dinámica Y la Relatividad conferencias mi profesor mencionó que un objeto no necesita ser la aceleración relativa a cualquier cosa - dijo que hace sentido para que un objeto sólo se acelera. Ahora, a mí (y a mi supervisor para este curso), esto suena un poco raro. Un objeto de la velocidad es relativa a la estructura que está observando en/desde (a la derecha?), entonces, ¿dónde esta 'lo relativo' cuando empezamos a diferenciar?

Estoy bastante seguro de que estoy confundido aquí o que de alguna manera he escuchado mal/mal entendido el profesor, así que por favor alguien puede explicar esto a mí.

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aceinthehole Puntos 1460

Me parece que la frase "la aceleración no necesita ser pariente de nada" a ser difícil, pero puedo ver de donde viene.

Por el momento restringir nuestra consideración de la relatividad de Galileo (sólo para mantener las matemáticas simples). Considere la posibilidad de dos marcos de referencia ($S$) en la que el cuerpo está en reposo y el otro ( $S'$ ), en el cual se mueve con velocidad de $\vec{v'_i} = \vec{u} = u \hat{z}$.

Así que tenemos la velocidad inicial del cuerpo en el marco de la $S$$v_i = 0$, e $v' = v + u \hat{z}$

Supongamos ahora que el cuerpo acelera de tiempo $t$ en la aceleración de $\vec{a} = a \hat{Z}$, resultando en una velocidad de fotogramas de $S$$\vec{v_f} = a t \hat{z}$.

Calcular la velocidad final en el marco de la $S'$$v'_f = v_f + u \hat{z} = (u + a t)\hat{z}$, y de que la aceleración en el marco de cebado como $a' = a$.

Por lo que la aceleración es la misma en todos los marcos (usted puede comprobar los casos de $a \not\parallel u$ ti mismo), y es razonable decir que las aceleraciones no son relativos nada.

Todo esto es una consecuencia de la forma simple de la transformación de los marcos:

$$ \vec{x'} = \vec{x_0} + \vec{u} t $$ $$ t' = t $$

Entonces, ¿qué acerca de Einsteinian de la relatividad de einstein?

Aquí la transformación de los marcos es más complicado, y la matemática es mucho más complicado que resulta en calidad de observadores en diferentes marcos de ver diferentes aceleraciones, pero todos ellos están de acuerdo en que la aceleración se mide en el cuerpo de la propia trama. En mi opinión "la aceleración de la necesidad de no ser pariente" riesgo de causar confusión innecesaria en estos puntos. La magnitud y la dirección medido medida dependen de la trama de el observador, que a menudo es lo que significa cuando la gente dice "es relativa".

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Sandy T Puntos 11

La simple respuesta a tu pregunta es que sí, la aceleración es relativo. Aunque la física Newtoniana está escrito con respecto a un marco de referencia preferido ("las estrellas fijas" como el de Newton dijo), teoría general de la relatividad trata a todos los marcos de referencia, acelerando y no, en igualdad de condiciones. Newton marco o el "sistema inercial", significa "no acelerar en RELACIÓN a la mayor parte de la materia en nuestro universo". Si, a nivel local, por ejemplo, no fue suficiente masa se mueve en alguna dirección, entonces no habría marco de arrastre de efectos mediante el cual el local de 'inercia' marco de referencia (donde las Leyes de Newton son válidas) parecería cambio con respecto a más distantes 'fijos' de la materia. Esto es, básicamente, el contenido de Mach del principio, que fue uno de Einstein del jefe de motivos para la búsqueda de un general covariante de la teoría de la gravitación.

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alwyn Puntos 31

Voy a ordenar de una trampa y la negligencia de la relatividad parte--en lugar de eso, me voy a centrar en su matemáticos confusión con respecto a la diferenciación.

Lo que hemos olvidado es que tenemos una restricción. Su argumento es, por tanto, a la derecha: $$\text{if } \vec v_{b}=\vec v_{a}+\vec v_{b,a}, \text{ then } \vec a_{b}=\vec a_{a}+\vec a_{b,a} \text{ by differentiation}$$ Donde $b$ $a$ son marcos de referencia, y $b,a$ denota la aceleración/velocidad de los fotogramas uno respecto del otro.

Aah, pero tenemos una restricción: $\vec F=\frac{\rm d\vec p}{\rm d t}=m\frac{\rm d\vec v}{\rm d t}=m\vec{a} _\text{ (for constant mass)}$.

Esta restricción hace poca diferencia cuando el interruptor entre los marcos con las velocidades relativas constantes, ya que la derivada de la velocidad sigue siendo la misma. Pero, en el momento que tratamos de cambiar a una aceleración de la trama, las cosas se ponen repulsivo. Obtenemos:

$$m\vec a_{b}=m\vec a_{a}+m\vec a_{b,a}\implies \vec F_b=\vec F_a+m\vec a_{b,a}$$

Se ve bien, ¿no? Podríamos escribir $m\vec a_{b,a}\to\vec F_{b,a}$, y la ecuación sería útil-dandy--sería una muestra de que la fuerza es relativa también. A la derecha?

Mal. Por nuestra suposición, la aceleración y la velocidad son las cantidades relativas. Para medir la cantidad relativa, uno debe tener un marco de referencia. En contraste, la fuerza es algo que se puede medir sin necesidad de un marco-- Una balanza basta.

Esta ecuación muestra que la fuerza aparente varía de acuerdo con el marco de referencia. Usted probablemente sabe esto, pero esto viene de la presencia de un "psuedoforce"--el $m_{b,a}$ plazo. No es una fuerza real, pero parece que cada vez que tratamos de aplicar las leyes de Newton para un noninertial{*} marco. Desde que forma parte de la fuerza aparente, puede ser medido. Desde que surge al cambiar los marcos, usted siempre será capaz de detectar que un marco se produjo el cambio. Esto está en contraste con la conmutación entre los marcos inerciales, a menos de que usted tiene un objeto fijo en el exterior, usted no puede decir la diferencia.

Así que, básicamente, no es un methematical problema, pero un problema con lo que puede y no puede ser medido dentro de un marco

En realidad, todo esto viene del hecho de que las leyes de Newton son sólo aplicables en un marco inercial. Cuando se le preguntó "cuál de las leyes de Newton es el más importante?", la mayoría de la gente diría que la segunda y/o tercera ley. La primera ley siempre se cuenta como una consecuencia de la segunda ley. Esto en realidad es falso-no hay privilegiados de la ley de los tres, y son independientes. La función de la primera ley es la de definir el ámbito de aplicación de los tres. En un noninertial marco, la primera ley no se sostiene(ya que un objeto en reposo todavía se acelera), así que los otros dos no se sostienen. El pseudoforce es sólo una manera de hacer trampa en las leyes de trabajo.

Así, si tenemos un montón de leyes que sólo funcionan en un no-aceleración de la trama, que significa que "no acelera" tiene un significado absoluto. Por lo tanto toda la aceleración es absoluta.

En resumen: el "lo relativo" no estaba allí en el primer lugar. Sólo aparece cuando se toma un caso especial de $a_{frame}=0$--útil en sí misma, pero no generalizable.

* inercial-->velocidad constante sin gravedad, noninertial-->aceleración y/o la gravedad

0voto

ariconstancio Puntos 1

Eso es debido a que la ecuación de movimiento es una ecuación diferencial de 2º orden. F=ma. Si integramos para obtener r(t), se obtiene dos arbitraria de integración de las constantes. Así que tienes dos grados de libertad, haciendo que el absoluto de r(t) y la absoluta v(t) invariante cuando se agrega una constante.

Esto es con relativista ecuaciones de movimiento, e incluso relativista QM. Siempre como base la Ecuación Diferencial del movimiento es de 2º orden, obtendrá dos constantes de integración.

-2voto

asi269 Puntos 53

La aceleración no será necesario en relación a cualquier objeto. Es relativo al espacio (espacio-tiempo), que es como un sistema de coordenadas universal. Cada vez que acelerar, hay señales. Por ejemplo, imagínese que usted está en un ascensor en el espacio profundo. Si usted comienza a acelerar hacia arriba (en la dirección normal a la parte superior de la cabina del ascensor) en 9,8 m/s^2, usted comenzará a sentirse como en la gravedad de la tierra está empujando hacia abajo. Si usted tenía una ventana, fuera de la cual se veía idéntica de un elevador de coches, parece acelerar hacia abajo en 9,8 m/s^2. En este sentido, se está acelerando con respecto a usted, pero una persona en el interior del coche sería flotando libremente, lo que indica que no es la aceleración en el espacio-tiempo.

La Relatividad especial se aplica a intertial marcos de referencia, lo que significa que los marcos no son la aceleración, pero es muy raro encontrar objetos que en realidad no son la aceleración, por lo tanto, hacer aproximaciones, tales como decir que la Tierra está en reposo cuando se habla de la tierra de la nave espacial del sistema. Para un ejemplo sencillo, mire la paradoja de los gemelos: Al y Bob son 20 años los gemelos idénticos. Bob moscas en su nave espacial .87c (lo que da un factor de lorentz de 1/sqrt(1 - v^2/c^2) = 2) a un planeta que es de 10 años luz de distancia, en círculos alrededor del planeta, y devuelve a la Tierra. Al mira a través de un telescopio en su hermano de la nave para ver que Bob el reloj se mueve a la mitad de la velocidad de su reloj en la Tierra. Bob, sin embargo, se ve de nuevo en la Tierra y ve que Al reloj se mueve a la mitad de la velocidad del reloj en su barco. Esto es debido a que el barco se está moviendo con una velocidad constante con respecto a la Tierra, haciendo que los dos sistemas inerciales de referencia que la experiencia Especial Relativista de la dilatación del tiempo. Cuando Bob regresa a la Tierra, tiene 40 años, pero Al que ahora es de 60. Esto es debido a que Bob el marco de referencia fue a través de la aceleración (aceleración inicialmente, luego de recorrer alrededor de el planeta, y la desaceleración de nuevo cerca de la Tierra). Este ejemplo muestra claramente que la aceleración en un Newtoniano sentido debe ser en relación a algo, pero en la Relatividad, no es un concepto de aceleración absoluta, que tiene ciertos efectos en el tejido del espacio-tiempo.

Nota: En la relatividad general, la gravedad no es una fuerza, sino una pseudoforce (al igual que la fuerza centrífuga - si usted conduce su coche en círculos, no hay ninguna fuerza real haciendo que se deslice en su asiento hacia la parte exterior del círculo; solamente se siente el pseudoforce que los resultados de que la aceleración hacia el centro del círculo). GR estados que la presencia de la masa dobla la tela del espacio-tiempo, de modo que el espacio se acelera alrededor de objetos masivos. La gravedad que nos sentimos en la Tierra es el resultado de la tela del espacio-tiempo de aceleración hacia arriba en 9,8 m/s^2, de la misma manera como usted se siente en un ascensor en el espacio profundo que se está acelerando hacia arriba.

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