Собственная система отсчета , или сопутствующая система отсчета , — это система отсчета , прикрепленная к объекту. Объект в этой системе отсчета неподвижен внутри системы отсчета, что полезно для многих типов вычислений.
Например, свободно падающий лифт является правильной системой отсчета для свободно падающего объекта в лифте, в то время как поверхность Земли — нет. Но для объекта на поверхности Земли поверхность Земли является правильной системой отсчета, в то время как падающий лифт — не правильной. Правильные системы отсчета могут быть инерциальными и неинерциальными , как в примере выше.
Использование правильной системы отсчета имеет важное значение для исследования физических законов в рамках общей теории относительности .
Термин сопутствующая система отсчета также является хорошим описанием неинерциальной системы отсчета, которая полезна для многих из тех же применений, которые мы упоминали ранее. Одним из преимуществ собственной системы отсчета и сопутствующей системы отсчета является то, что обе системы отсчета должны всегда сохранять одно и то же пространственное положение (т. е. «в системе отсчета» — например, в одной и той же системе отсчета). Это включает в себя то, что система отсчета всегда должна находиться в положении в системе отсчета пространства-времени, и, таким образом, пространство-время можно рассматривать как не имеющее «оси». В качестве нашего первого примера собственной системы отсчета используется следующая система отсчета для нахождения Земли:
В нашем следующем примере Земля расположена в центре относительно наблюдателя (или нашей точки отсчета), Солнце находится внизу.
𝜕 описывается как набор множеств, обладающих свойством сохранения векторов движения объекта. 𝜕 можно рассматривать как набор множеств (включая собственные кадры) всех возможных движений данного объекта, так что всегда получается собственный кадр. [1]
В квантовой теории поля и многих областях физики, таких как электромагнетизм, его часто называют «сопутствующей системой отсчета» частицы. 𝜕 можно рассматривать как уникальный набор систем отсчета, которые сохраняются под действием гравитации, что позволяет частицам гравитации не разрушаться на объекте после первоначального контакта (например, они остаются в системе отсчета, в которой они были подвешены). [2] [1]
«Инерциальная система» имеет инерциальный вектор отсчета в фиксированной точке в пространственно-временном континууме. Например, предположим, что я помещаю объект на горизонтальную линию и продлеваю линию вверх. Линия начинается в точке x в центре вертикальной симметрии в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости (и линия продолжается вниз до нижней части вертикальной линии) в точке x = −X , где x — горизонтальная линейная скорость на моей линии.
Тогда, если объект поместить на горизонтальную линию X, новый объект (с инерциальным вектором отсчета, перпендикулярным горизонтальной линии), который возникает так, как если бы он был помещен на горизонтальную линию X, будет доставлен в точку линии A при x = −A − x . Это создаст новый объект, который возникает вертикально из пустой точки или точки A в точке A, т. е. новый объект, который имеет более высокий импульс, чем тот, который существовал в точке A. Этот принцип справедлив независимо от того, является ли точка A горизонтальной линией X, фиксированной точкой, такой как X, под прямым углом к линии из этой плоскости или любой другой фиксированной точкой, такой как нижняя плоскость плоскости или некоторая часть пространства-времени. [3]
Подумайте, что это значит: если я помещаю объект в точку x = +V, то существует вектор скоростей в плоскости, параллельный этой линии; я добавляю вектор к вертикальной линии, который указывает в этом направлении; а затем продолжаю движение вниз по той же линии и размещаю свой объект на этой горизонтальной линии на расстоянии T?
Этот принцип справедлив, если фиксированная точка является горизонтальной линией X под прямым углом к фиксированной точке в точке, например, X под прямым углом к плоскости горизонтальной плоскости. Фиксированная точка будет размещена на X с использованием любых средств, подходящих для горизонтальной линии X, таких как приложение линии к конечной точке одного объекта, который содержит инерциальный вектор отсчета вдоль этой линии, приложение линии к концу одного объекта, который содержит инерциальный вектор отсчета вдоль этой линии с правой стороны плоскости, параллельной плоскости, использование линии к центральной линии или центру плоскости или линии к любой другой прямой горизонтальной линии. [4]