إطار مرجعي غير قصوري

الميكانيكا التقليدية
القانون الثاني للحركة
تاريخ الميكانيكا التقليدية
فروع
أساسية
صيغ
الموضوعات الأساسية
دورانية
علماء
شعار بوابة بوابة الفيزياء

الإطار المرجعي غير القصوري هو إطار مرجعي يختبر تسارعًا بالنسبة للإطار القصوري.[1] بشكل عام، سيكشف مقياس تسارع ساكن موضوع في إطار غير قصوري تسارعًا لا يساوي الصفر. لا تختلف قوانين الحركة في جميع الإطارات القصورية، لكنها تختلف من إطار إلى آخر في الإطارات غير القصورية اعتمادًا على التسارع.[2][3]

في الميكانيكا الكلاسيكية، غالبًا ما يمكن تفسير حركة الأجسام في الأطر المرجعية غير القصورية عن طريق تضمين قوى وهمية إضافية (تسمى أيضًا قوى القصور الذاتي والقوى الزائفة[4] وقوى داليبرت) في قانون نيوتن الثاني. تشمل الأمثلة الشائعة على ذلك قوة كوريوليس وقوة الطرد المركزي. بشكل عام، يمكن اشتقاق التعبير الرياضي لأي قوة وهمية من تسارع الإطار غير القصوري.[5] وفقًا لما ذكر غودمان ووارنر، يمكن للمرء أن يقول أن قانون نيوتن الثاني F = ma ينطبق على أي نظام إحداثيات بشرط إعادة تعريف مصطلح القوة ليشمل ما يسمى بقوى التأثير المعكوسة أو قوى القصور الذاتي.[6]

في نظرية النسبية العامة، يجعل انحناء الزمكان الإطارات المرجعية قصوريةً محليًا، ولكن غير قصوريةً عالميًا. نظرًا للهندسة غير الإقليدية للزمكان المنحني، لا وجود لإطارات مرجعية قصورية عالميًا في النسبية العامة. بشكل أكثر تحديدًا، فإن القوة الوهمية التي تظهر في النسبية العامة هي قوة الجاذبية.

تجنب القوى الوهمية في الحسابات

[عدل]
طالع أيضًا: إطار مرجعي قصوري وقوة وهمية

في الزمكان المُسطح، يمكن تجنب استخدام الإطارات غير القصورية حسب الرغبة. يمكن دائمًا تحويل القياسات الخاصة بالإطارات المرجعية غير القصورية إلى إطار قصوري، بتضمين تسارع الإطار غير القصوري مباشرةً كما يظهر من الإطار القصوري.[7] يتجنب هذا النهج استخدام القوى الوهمية (إذ يعتمد على إطار قصوري، حيث لا وجود للقوى الوهمية بحكم التعريف) ولكنه قد يكون أقل ملاءمةً من وجهة نظر بديهية[8] ورصدية وحتى حسابية. كما أشار بيتر رايدر في حالة الإطارات الدورانية المُستخدمة في الأرصاد الجوية:[9]

«إإحدى الطرق البسيطة للتعامل مع هذه المشكلة هي، بالتأكيد، تحويل جميع الإحداثيات إلى نظام قصوري. مع ذلك، هذا غير ملائم في بعض الأحيان. لنفترض، على سبيل المثال، أننا نريد حساب حركة الكتل الهوائية في الغلاف الجوي للأرض الناتجة على تدرجات الضغط. نحن بحاجة إلى نتائج نسبةً للإطار الدوراني، الأرض، لذا من الأفضل استعمال نظام الإحداثيات هذا إن أمكن. يمكن تحقيق هذا من خلال تضمين قوى وهمية (أو غير موجودة) تمكننا من تطبيق قوانين نيوتن للحركة بنفس الطريقة المُتبعة في الإطار القصوري.» - بيتر رايدر، كتاب الميكانيكا الكلاسيكية، صفحة 78-79

انظر أيضًا

[عدل]

مراجع

[عدل]
  1. ^ Emil Tocaci, Clive William Kilmister (1984). Relativistic Mechanics, Time, and Inertia. Springer. ص. 251. ISBN:90-277-1769-9. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.
  2. ^ Wolfgang Rindler (1977). Essential Relativity. Birkhäuser. ص. 25. ISBN:3-540-07970-X. مؤرشف من الأصل في 2014-08-16.
  3. ^ Ludwik Marian Celnikier (1993). Basics of Space Flight. Atlantica Séguier Frontières. ص. 286. ISBN:2-86332-132-3. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.
  4. ^ Harald Iro (2002). A Modern Approach to Classical Mechanics. World Scientific. ص. 180. ISBN:981-238-213-5. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.
  5. ^ Albert Shadowitz (1988). Special relativity (ط. Reprint of 1968). Courier Dover Publications. ص. 4. ISBN:0-486-65743-4. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.
  6. ^ Lawrence E. Goodman & William H. Warner (2001). Dynamics (ط. Reprint of 1963). Courier Dover Publications. ص. 358. ISBN:0-486-42006-X. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.
  7. ^ M. Alonso & E.J. Finn (1992). Fundamental university physics. , Addison-Wesley. ISBN:0-201-56518-8. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06. اطلع عليه بتاريخ أغسطس 2020. {{استشهاد بكتاب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)
  8. ^ “The inertial frame equations have to account for VΩ and this very large centripetal force explicitly, and yet our interest is almost always the small relative motion of the atmosphere and ocean, V' , since it is the relative motion that transports heat and mass over the Earth. … To say it a little differently—it is the relative velocity that we measure when [we] observe from Earth’s surface, and it is the relative velocity that we seek for most any practical purposes.” MIT essays نسخة محفوظة 15 مارس 2009 على موقع واي باك مشين. by James F. Price, Woods Hole Oceanographic Institution (2006). See in particular §4.3, p. 34 in the Coriolis lecture نسخة محفوظة 15 مارس 2009 على موقع واي باك مشين.
  9. ^ Peter Ryder (2007). Classical Mechanics. Aachen Shaker. ص. 78–79. ISBN:978-3-8322-6003-3. مؤرشف من الأصل في 2020-05-06.