Відносність механічного руху

Такий розділ фізики, як механіка, займається вивченням взаємодії і руху тіл. Основною властивістю руху є переміщення в просторі. Але саме переміщення для різних спостерігачів буде різним - це і є відносність механічного руху. Стоячи на узбіччі дороги і спостерігаючи за рухомим автомобілем, ми бачимо, що він або наближається до нас, або віддаляється, залежно від напрямку руху.

Спостерігаючи рух машини, ми визначаємо, як змінюється відстань між спостерігачем і автомобілем. У той же час, якщо ми будемо сидіти в автомобілі і перед нами буде з такою ж швидкістю рухатися інший автомобіль, то передній буде сприйматися як стоїть на місці, тому відстань між машинами не змінюється. З точки зору стоїть на узбіччі спостерігача автомобіль рухається, з точки зору пасажира - автомобіль нерухомий.

З цього випливає висновок, що кожним спостерігачем рух оцінюється по-своєму, тобто відносність механічного руху визначається точкою, з якої проводиться спостереження. Тому для точного визначення руху тіла необхідно вибрати точку (тіло), від якої і буде проводитися оцінка руху. Тут мимоволі виникає думка, що такий підхід до вивчення руху ускладнює його розуміння. Так і хочеться знайти якусь точку, при спостереженні з якої рух було б «абсолютним», а не відносним.

Вивчаючи відносність руху, фізика та фізики намагалися знайти рішення цієї задачі. Вчені, використовуючи такі поняття, як «прямолінійний рівномірний рух» і «швидкість переміщення тіла», намагалися визначити, як буде рухатися це тіло щодо спостерігачів, що мають різну швидкість. В результаті було встановлено, що результат спостереження залежить від співвідношення швидкостей руху тіла і спостерігачів один щодо одного. Якщо швидкість тіла більше, то воно віддаляється, якщо менше, то наближається.

При всіх розрахунках використовувалися формули класичної механіки, що зв`язують швидкість, пройдений шлях і час при рівномірному русі. Наступний висновок, що напрошується: відносність механічного руху - це таке поняття, яке має на увазі однакове протягом часу у кожного спостерігача. Отримані вченими формули називаються перетвореннями Галілея. Він першим в класичній механіці сформулював поняття відносності руху.

Фізичний сенс перетворень Галілея надзвичайно глибокий. Згідно класичній механіці, його формули діють не тільки на Землі, але і по всьому Всесвіту. Наступний висновок з цього - простір однаково (однорідно) усюди. І раз рух однаково в усіх напрямках, то простір має властивості ізотропності, тобто його властивості однакові в усіх напрямках.

Таким чином, виходить, що з найпростіших механічних явищ, прямолінійного рівномірного руху та концепції відносності механічного руху, слід надзвичайно важливий висновок (або гіпотеза): поняття «час» єдине для всіх, тобто воно універсально. Також з цього випливає, що простір изотропно і однорідне, і перетворення Галілея справедливі у всьому Всесвіті.

Ось такі дещо незвичні висновки виходять з спостереження з узбіччя за проїжджав повз, а також із спроб за допомогою формул класичної механіки, що пов`язують швидкість, шлях і час знайти пояснення побаченому. Просте поняття «відносність механічного руху», виявляється, може призвести до глобальних висновків, що зачіпають основи розуміння Всесвіту.

Матеріал стосується питань класичної фізики. Розглянуто питання, пов`язані з относительностью механічного руху і висновки, які випливають з цього поняття.