Valerica BabanAceste lecţii au la bază cartea profesorului Tatsu Takeuchi, “An Illustrated Guide to Relativity “ , CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 2010

Ilustraţiile grafice au fost preluate din cartea amintită mai sus.

Cuprins

1. Ce este TRR ?2. Scurt Istoric.3. Sisteme de referinţă.4. Relativitatea mişcării mecanice.5. Principiul inerţiei ( principiul I )6. Sisteme de referinţă inerţiale şi

neinerţiale .7. Este Pământul un SRI ?8. Sistemele de referinţă şi principiile

mecanicii newtoniene.

1. Ce este TRR ?1905 , A. Einstein – “ Despre

electrodinamica corpurilor aflate în mişcare.”O teorie despre mişcarea corpurilor ( mişcare

= orice proces în care poziţia copurilor se modifică în timp )

teorie despre spaţiu şi timp.teorie despre cum anume spaţiul şi timpul sunt

percepute diferit de diferiţi observatori.Cuvântul “electrodinamică” indică faptul că

TRR are o legătură cu lumina . Lumina este o undă electromagnetică .

Viteza luminii are un rol foarte important în cadrul TRR.

1. IstoricGalileo Galilei (1564–1642) - Dialogues

Concerning Two Sciences – pricipiul inerţiei (I al mecanicii) .

sir Isaac Newton (1642–1727) Philosophiae Naturalis Principia Mathematica - 1687Principiile mişcării mecanice Teoria gravitaţiei Pricipiile mişcării mecanice au fost valabile timp de

200 de ani de la formularea lor Sunt valabile şi astăzi în cele mai multe situaţii

vizând mişcarea la suprafaţa Pământului şi chiar în sistemul solar atât timp cât vitezele nu sunt foarte mari.

Viteza luminii ??? - nu poate fi integrată în teoria Galilei-Newton.

Albert Einstein (1879–1955) , Teoria relaţivităţii restrânse Teoria relativităţii generalizate.

3. Sisteme de referinţăStudiul mişcării mecanice a unui obiect

presupune cunoaşterea răspunsului la următoarele întrebări :Este obiectul în mişcare sau în repaus ?Care este direcţia de mişcare ?Care este viteza ?Se modifică în timp viteză sau direcţia de

mişcare ?Care sunt cauzele acestor modificări ?

Pentru a răspunde corect trebuie precizat ceea ce în fizică numim SISTEM DE REFERINŢĂ.

3. Sisteme de referinţă CEASORNIC – în repaus faţă de SR

ales

CORP DE REFERINŢĂ – considerat prin definiţie

fix

3. Sisteme de referinţă

Se poate folosi

ceasul ca origine a

SR

4. Relativitatea mişcarii mecanice

SR al copacul

ui

SR al maşinii

4. Relativitatea mişcarii mecanice

5. Principiul inerţieiUn corp aflat în repaus rămâne în respaus dacă

asupra sa nu acţionează nici o forţă.Un corp aflat în mişcare rectilinie uniformă în

raport cu un SR îşi păstrează această stare atât timp cât asupra sa nu acţionează nici o forţă .

Prima parte a acestui principiu este destul de evidentă : un corp nu se mişcă fărăo intervenţie exterioară .O doua parte însă a fost destul de greu de înţeles pănă la Galilei datorită efectelor forţelor de frecare .

5. Principiul inerţieiUn obiect nu se mişcă fără o intervenţie exterioară

In prezenţa frecării obiectul se deplaseză când este împins....

.. . dar se opreşte când forţa exterioară încetează

In absenţa frecării ...

obiectul îsi continuă mişcare un timp infinit chiar dacă acţiunea exterioră încetează

5. Principiul inerţieiIn esenţă principiul inerţiei afirmă faptul că

obiectele se opun încercării de a li se schimba starea de mişcare . Această proprietate generală a corpurilor este numită inerţie.

Accelarare

Incetinire

Schimbarea direcţiei

6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale

Principiul inerţiei nu este valabil în toate sistemele de referinţă .

De exemplu când ne aflăm în maşină şi accelerăm sau frânăm corpul nostru este împins în spate sau în faţă .

Cauza este legată de faptul că maşina ca SR este accelerat sau frânat.

6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale

Principiul inerţiei este valabil doar intr-o clasă particulară de SR numite SR INERTIALE - SRI

Nici o forţă netă nu este aplicată bilei. Ea se află în miscare rectilinie uniformăfaţă de Gigel 1.Gigel 1 este un SRI.

Nici o forţă netă nu este aplicată bilei. Ea se află în repaus faţă de Gigel 2.Gigel 2 este un SRI.

1 2

viteză constantă

6. Sisteme de referinţă ineţiale şi neinerţiale Vagonul se mişcă accelerat

F

Bila se mişcă ca şi cum o forţă netă s-ar aplica asupra sa , deşi această forţă

nu există.Nu este respectat principiul

inerţiei

se mişcă repede

Vagonul este un SR neinerţialSRNI

7. Este Pământul un SRI inerţial ?Pământul datorită mişcării sale de rotaţie în

jurul propriei axe şi mişcării de revoluţie în jurul Soarelui nu este un SR inerţial.

Efectul rotaţiei în jurul propriei axe este resimţit prin variaţia greutăţii corpurilor pe suprafaţa Pământului. La ecuator efectul este mai puternic decât la Poli , diferenţa este cam de 3%.

Efectul mişcării de revoluţie se resimte de asemenea prin variaţii ale greutăţii între periheliu şi afeliu

Efectul mişcării de revoluţie este mult mai mic 0,006%

7. Este Pământul un SRI inerţial ?

Pentru foarte multe situatii practice dar şi în cazul acestei prezentări se poate considera cu o bună aproximaţie că Pământul este un SRI .

Până la N. Copernicus (1473–1543) s-a crezut că Pământul este fix.

Intr-o bună aproximaţie în raport cu Pământul este valabil principiul inerţiei .

7. Este Pământul un SRI inerţial ?

SR al Pământului SR al Soarelui

8. Sistemele de referinţă şi principiile mecanicii newtoniene.