Inertialsystem

Dr.scofield skrev:

Hej! Jag förstår inte grunderna i detta. Skulle någon kunna förklara varför det är så här:

När du satt och skrev din fråga så satt du still, eller hur? Åtminstone i ditt eget inertialsystem, enligt dina referensramar. Ändå så susar du omkring runt solen med en hastighet av 30 km per sekund. Du befinner dig dessutom på en planet som roterar runt sin egen axel med typ 1000 km/h, beroende på var du bor.

Ändå tycker du att du är stilla? En utomstående betraktare i ett rymdskepp långt från Jorden skulle anse att du rör dig jättesnabbt.

1. Varför är en bil som rör sig med en viss hastighet stilla i sitt eget inertialsystem (sin egen referensram)?

Ett inertialsystem är en referensram där fysikens lagar ser ut som vanligt, och där en kropp i vila förblir i vila om ingen kraft verkar på den.

När du sitter i en bil som färdas med en viss hastighet (säg 50 km/h), rör sig hela bilen – inklusive du själv – med samma hastighet. Om du väljer att betrakta världen från bilens perspektiv, är det som om bilen är stilla och omgivningen (t.ex. vägen och träden) rör sig bakåt med 50 km/h.

I sitt eget referenssystem är varje objekt alltid i vila eftersom det är där vi "mäter från". Därför säger vi att en bil är stilla i sin egen referensram.

2. Om två bilar rör sig med olika hastigheter, varför skulle bil A ha hastigheten A + B km/h i bil B:s inertialsystem? 

Inte nödvändigtvis. Hastighet är en vektor, så den består av fart och riktning. 

Bil A kör med farten 50 km/h längs en väg, detta alltså relativt markens referenssystem. Den blir omkörd av en bil B som håller 60 km/h relativt marken. Du som sitter i bil A kommer att tycka att bil B håller en fart av 60-50=10 km/h. I ditt referenssystem är du stilla och bil B sniglar sig förbi dig i 10 km/h.

Här finns en viktig notering att göra. Du i bil A som är stilla i ditt eget referenssystem har ingen möjlighet att veta att bil B håller 60 km/h relativt marken. I din värld kör den förbi dig med 10 km/h. Det är allt du vet, i den teoretiska fysikvärlden. Om du inte observerar omgivningen finns det inget sätt för dig att mäta din egen hastighet relativt något annat referenssystem. Du är stilla och allt annat rör sig. På samma sätt som jag tycker jag sitter stilla när jag skriver det här svaret, medan jag i själva verket susar omkring i rymden med en väldig fart. Jag kan observera stjärnorna och sådant, men här vid köksbordet finns det ingen möjlighet för mig att bekräfta att jag är i rörelse.

Föraren i bil B tycker också att han sitter stilla i sitt referenssystem. Han kommer att köra om bil A eftersom den rör sig med 50-60=-10 km/h. Den rör sig alltså bakåt, relativt honom. 

När föraren i bil B slutat titta på dig i bil A, så vänder han blicken framåt. Där ser han till sin fasa en mötande bil C. Den rör sig mot bil B med farten 70 km/h, relativt marken. Relativt bil B är dock farten 60+70=130 km/h. Det är även vad föraren av bil C upplever. Bägge förarna (som i sina egna system sitter stilla) tycker att den mötande kör jättefort.

3. Om en bil rör sig med 50 km/h i förhållande till marken, varför säger vi att den också har hastigheten 50 km/h i förhållande till markens inertialsystem?

Ett inertialsystem är en referensram där vi mäter rörelse. Om vi väljer marken som vår referensram, betyder det att vi definierar hastigheter relativt marken.

Om en bil färdas med 50 km/h i förhållande till marken, betyder det just att vi mäter bilens hastighet med marken som referens. Därför är bilens hastighet i markens inertialsystem just 50 km/h – det är definitionen av hur vi mäter rörelse i förhållande till något annat.

Om du istället befinner dig i bilen och väljer den som din referensram, är bilen stilla och marken rör sig bakåt med 50 km/h. Det handlar alltså bara om vilken referens vi väljer.

Hoppas detta förklarade mer än det förvirrade. Ställ gärna kompletterande frågor. Det här kräver att man vrider hjärnan något extra varv ibland. :-)

Tack så jättemycket!!! 🙏🏼🙏🏼

sictransit skrev:

Dr.scofield skrev:

Hej! Jag förstår inte grunderna i detta. Skulle någon kunna förklara varför det är så här:

När du satt och skrev din fråga så satt du still, eller hur? Åtminstone i ditt eget inertialsystem, enligt dina referensramar. Ändå så susar du omkring runt solen med en hastighet av 30 km per sekund. Du befinner dig dessutom på en planet som roterar runt sin egen axel med typ 1000 km/h, beroende på var du bor.

Ändå så tycker du att du är stilla? En utomstående betraktare i ett rymdskepp långt från Jorden skulle anse att du rör dig jättesnabbt.

Genius.

Dr.scofield skrev:

sictransit skrev:

Visa föregående citat

Dr.scofield skrev:

Hej! Jag förstår inte grunderna i detta. Skulle någon kunna förklara varför det är så här:

När du satt och skrev din fråga så satt du still, eller hur? Åtminstone i ditt eget inertialsystem, enligt dina referensramar. Ändå så susar du omkring runt solen med en hastighet av 30 km per sekund. Du befinner dig dessutom på en planet som roterar runt sin egen axel med typ 1000 km/h, beroende på var du bor.

Ändå så tycker du att du är stilla? En utomstående betraktare i ett rymdskepp långt från Jorden skulle anse att du rör dig jättesnabbt.

Genius.

Tack! Visst ger det lite perspektiv när man ser saker ur en annan synvinkel?

Ja! Fick nyss starka grunder att stå på. Tackar återigen!