إطار مناسب

الإطار المرجعي الصحيح ، أو الإطار المتحرك ، هو إطار مرجعي يُربط بجسم ما. يكون الجسم في هذا الإطار ثابتًا داخله، وهو أمر مفيد لأنواع عديدة من العمليات الحسابية.

على سبيل المثال، يُعد المصعد الساقط سقوطًا حرًا إطارًا مرجعيًا مناسبًا لجسم يسقط سقوطًا حرًا داخله، بينما لا يُعد سطح الأرض كذلك. أما بالنسبة لجسم على سطح الأرض، فيُعد سطح الأرض إطارًا مرجعيًا مناسبًا، بينما لا يُعد المصعد الساقط إطارًا مرجعيًا مناسبًا. يمكن أن تكون الأطر المرجعية المناسبة قصورية وغير قصورية ، كما في المثال أعلاه.

يُعد استخدام إطار مناسب أمرًا ضروريًا لدراسة القوانين الفيزيائية في إطار النسبية العامة .

إحدى مزايا الإطار المرجعي الصحيح والإطار المرجعي المتحرك هي أن كلا الإطارين يجب أن يحافظا دائمًا على نفس الموقع المكاني (أي "داخل الإطار" - على سبيل المثال، على نفس الإطار المرجعي). وهذا يعني أن الإطار يجب أن يكون دائمًا في موضعه ضمن إطار الزمكان، وبالتالي يمكن اعتبار الزمكان "بلا محور". كمثالنا الأول على الإطار المرجعي الصحيح، نستخدم الإطار التالي لتحديد موقع الأرض:

تقع الأرض في المركز بالنسبة للمراقب (أو نقطة مرجعنا) في مثالنا التالي، بينما تقع الشمس في الأسفل.

يُعرَّف 𝜕 بأنه مجموعة المجموعات التي تتميز بخاصية حفظ متجهات حركة الجسم. ويمكن اعتبار 𝜕 مجموعة المجموعات (بما في ذلك الأطر المرجعية الصحيحة) لجميع الحركات الممكنة لجسم معين، بحيث ينتج عنها دائمًا إطار مرجعي صحيح. ^{[ 1 ]}

في نظرية الحقل الكمومي والعديد من فروع الفيزياء ، كالكهرومغناطيسية ، يُشار إليها غالبًا باسم "الإطار المتحرك" للجسيم. ويمكن اعتبار 𝜕 مجموعة فريدة من الأطر التي تبقى ثابتة تحت تأثير الجاذبية، مما يسمح لجسيمات الجاذبية بعدم الانهيار على جسم ما بعد التلامس الأولي (على سبيل المثال، تبقى في الإطار الذي عُلقت فيه). ^{[ 2 ] [ 1 ]}

الإطار المرجعي العطالي له متجه مرجعي عطالي إلى نقطة ثابتة في نسيج الزمكان. على سبيل المثال، لنفترض أنني وضعت جسمًا على خط أفقي ومددت الخط لأعلى. يبدأ الخط من نقطة x عند مركز التناظر الرأسي في المستوى العمودي على المستوى الأفقي (ويستمر الخط لأسفل إلى أسفل الخط الرأسي) عند x = −X، حيث x هي سرعة الخط الأفقي على خطي.

ثم إذا وُضع الجسم على الخط الأفقي X، فسيظهر جسم جديد (بمتجه مرجعي قصوري عمودي على الخط الأفقي) ينشأ كما لو كان موضوعًا على الخط الأفقي X، عند النقطة A عند x = −A − x . سينتج عن ذلك جسم جديد ينشأ عموديًا من نقطة فارغة أو النقطة A عند النقطة A، أي جسم جديد ذو زخم أكبر من الجسم الذي كان موجودًا عند النقطة A. ينطبق هذا المبدأ سواء كانت النقطة A هي الخط الأفقي X، أو نقطة ثابتة مثل X متعامدة على خط من هذا المستوى، أو أي نقطة ثابتة أخرى، مثل المستوى السفلي لمستوى أو جزء من الزمكان. ^{[ 3 ]}

فكر فيما يعنيه هذا؛ إذا وضعت الجسم عند x = +V، فسيكون هناك متجه سرعات في المستوى الموازي لهذا الخط؛ أضيف متجهًا إلى الخط الرأسي يشير في ذلك الاتجاه؛ ثم أستمر في التحرك لأسفل نفس الخط وأوجه جسمي على ذلك الخط الأفقي مسافة T؟

ينطبق هذا المبدأ سواءً كانت النقطة الثابتة هي الخط الأفقي X المتعامد مع نقطة ثابتة أخرى عند نقطة مثل X المتعامدة مع مستوى أفقي. ويمكن تحديد النقطة الثابتة على X باستخدام أي وسيلة مناسبة للخط الأفقي X، مثل رسم خط إلى نهاية جسم يحتوي على متجه مرجعي قصوري على طول هذا الخط، أو رسم خط إلى نهاية جسم يحتوي على متجه مرجعي قصوري على طول هذا الخط على الجانب الأيمن من المستوى موازٍ له، أو استخدام خط إلى محور المستوى أو مركزه، أو خط إلى أي خط أفقي مستقيم آخر. ^{[ 4 ]}

• إطار مرجعي مناسب (زمكان مسطح)
• مسافة الحركة
• إطار الراحة