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Cela dépend du point de vue - des cadres de référence

Comme nous l'avons vu, il est nécessaire de s'accorder sur un référentiel pour chaque détermination de position. Différents systèmes de coordonnées sont utilisés pour cela, mais comment le système de coordonnées doit-il être dans l'espace ?

Il n'y a pas d'excellent cadre de référence à préférer aux autres. Vous pouvez observer un oiseau en vol depuis le sol, vous tenir debout sur une montagne, l'observer depuis un train en mouvement et choisir parmi de nombreuses autres perspectives. Aucun des deux points de vue n'est particulièrement excellent par rapport à l'autre, donc tous sont corrects. Mais comme le mouvement est le même, il faut pouvoir basculer entre les différentes perspectives.

Considérons différents cas de la façon dont les cadres de référence peuvent s'articuler les uns avec les autres.

Deux référentiels au repos

Dans notre exemple, cela correspondrait à une observation depuis la vallée ou depuis la montagne. Les vecteurs de position ne diffèrent ici qu'en ajoutant un vecteur qui pointe de l'origine du premier à l'origine du deuxième système de coordonnées. Étant donné que les différences entre deux vecteurs de position sont les mêmes, rien ne change dans les vitesses mesurées à partir de perspectives différentes. Les accélérations mesurées sont donc également les mêmes.

Les perspectives différentes d'Achille et de la tortue représentent également deux systèmes de référence au repos lorsqu'ils ne bougent pas tous les deux.

Systèmes de référence au repos les uns par rapport aux autres

À proprement parler, il n'y a pas de système de référence statique dans le cas ci-dessus, puisque la terre est en mouvement. Cependant, étant donné que les points d'observation, c'est-à-dire les systèmes de coordonnées, reposent les uns par rapport aux autres, les mêmes considérations s'appliquent.

Systèmes de référence se déplaçant à vitesse constante les uns par rapport aux autres

En supposant qu'un train circule à vitesse constante, l'observateur assis dans le train et l'observateur dans la vallée se déplacent l'un par rapport à l'autre à vitesse constante. Les deux observateurs voient des trajectoires différentes. Si un oiseau vole un peu à côté du train à la même vitesse, il apparaît au voyageur à partir de son système de référence comme si l'oiseau ne bougeait pas. La vitesse perçue diffère exactement de la vitesse du train. Les vecteurs vitesse dans les deux systèmes de référence Zug et Tal peuvent être convertis l'un dans l'autre en additionnant le vecteur vitesse du mouvement relatif des deux systèmes de coordonnées.

Par conséquent, nous avons également pu effectuer le démontage des composants de la courbe de vol de la balle. Lors de l'examen de la composante y, un système de référence a simplement été choisi qui se déplaçait à vitesse constante dans la direction x. Comme cette vitesse correspondait exactement à celle de la balle dans la direction x, il n'y avait qu'un seul mouvement dans la direction y. Les accélérations observées étaient les mêmes. En effet, les différences entre deux vecteurs de vitesse sont les mêmes dans les deux systèmes de référence.

L'addition vectorielle des vitesses indiquées ici est pour les petites vitesses (jusqu'à 1000 ms-1) une très bonne approximation. A des vitesses plus élevées, une approche relativiste (selon la théorie de la relativité) devient nécessaire.

Systèmes de référence se déplaçant les uns par rapport aux autres avec une accélération constante

Si les systèmes de référence sont accélérés les uns par rapport aux autres, les accélérations dans le deuxième système sont calculées en ajoutant l'accélération relative aux accélérations dans le premier système. La vitesse et l'emplacement peuvent changer considérablement lorsque vous passez à l'autre système. Par exemple, un mouvement rectiligne dans un système peut devenir un mouvement courbe dans l'autre.

C'est pourquoi nous voulons nous limiter aux systèmes de référence non accélérés, les systèmes dits inertiels ou systèmes galiléens. Le problème se pose maintenant de savoir quel système peut être considéré comme non accéléré. Les étoiles fixes sont considérées comme non accélérées. Pour les expériences à la surface de la terre, la terre est généralement une bonne approximation pour un système non accéléré, bien que la terre soit en fait également accélérée par la rotation de la terre et le mouvement de la terre autour du soleil.

Sommaire:

Selon la façon dont les systèmes de référence se déplacent les uns par rapport aux autres, les transformations entre eux ont des effets différents sur la localisation, la vitesse et l'accélération.

Tab.1
Mouvement relatif des référentielsemplacementla vitesseaccélération
ReposAjout de vecteurmêmemême
Vitesse constanteAjout de vecteurmême
Accélération constanteAjout de vecteur


Vidéo: Cinématique dun Point - Lien entre Vitesse et Position - Mathrix (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Egbert

    Ce message est incomparable))), c'est très intéressant pour moi :)

  2. Tojagami

    Un thème, j'aime bien :)

  3. Mann

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    une question très utile

  5. Wadsworth

    Même si c'était le cas, ne le frottez pas dans mon âme.



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