Относительность механического движения

Движение как изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называют механическим движением. Тело, относительно которого рассматривают движение, связанная с ним система координат и часы для измерения времени образуют систему отсчета.

Еще Галилей установил характер относительности движения. С давних времен людей интересовал вопрос, не существует ли какой-либо абсолютно покоящейся системы отсчета. Древний философ Птолемей считал, что такой системой является наша Земля, а остальные небесные тела и другие объекты движутся относительно Земли.

Коперник предложил описывать движение планет в другой системе отсчета, где неподвижным является Солнце.

Во времена Галилея спорты о правильном описании движения планет носили нешуточный характер. Но в силу относительности движения оба описания можно признать эквивалентными, они просто соответствуют описания движений в разных системах отсчета. Солнце вместе с другими звездами движется вокруг центра Галактики. Галактика, как и другие наблюдаемые астрономами галактики, также движется. Чего-то, что можно было бы считать абсолютно неподвижным во Вселенной, не обнаружено.

Так в чем же прав «упрямый Галилей»? На первый взгляд может показаться, что схема движения по Копернику проще, чем схема движения по Птолемею. Но простота эта кажущаяся. Чтобы наблюдать движение планет вокруг Солнца, нам необходимо удалиться от Солнечной системы на значительное расстояние, чего мы не можем сделать даже в настоящее время. Мы наблюдаем движение, находясь на нашей планете, и наблюдаем, как и написал Пушкин, что «пред нами солнце ходит». Может быть, Галилею не стоило упрямиться? Оказывается, это не совсем так. Описания движения в различных системах отсчета (Птолемея и Коперника) эквивалентны, пока мы исследуем кинематику движения, т.е. не рассматриваем причины, вызывающие движения.

Механическое движение имеет относительный характер, т.е. движение всегда происходит относительно некоторой системы отсчета. При кинематическом описании движения все системы отсчета эквивалентны.

В разных системах отсчета с точки зрения кинематики траектория движения выглядит по-разному. Видимое движение планет на небесной сфере - это отражение движения с точки зрения земного наблюдателя. Геометрические построения и использование данных наблюдений позволяют оценить относительные расстояния до планет. Впервые такую оценку сделал Коперник, описывая свою гелиоцентрическую систему мира.

Читать далее