إطار مرجعي غير قصوري

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]

SistemaEnRotacion.gif
مواضيع في الميكانيكا الكلاسيكية
ميكانيكا كلاسيكية (التاريخ)

قانون نيوتن الثاني

السكون | الحركة | التحريك |هاملتون | لاغرانج

مصطلحات رياضية

جسيم نقطي | نظام إحداثي | متجه | جسم جاسيء

علم السكون

توازن ميكانيكي | قيد ميكانيكي | مبرهنة لامي | إجهاد القص | انفعال | إجهاد

علم الحركة

حركة انتقالية | حركة دورانية | سرعة | تسارع | سرعة خطية | سرعة زاوية | تسارع خطي | تسارع زاوي

علم التحريك

قوانين نيوتن الثلاثة للحركة | طاقة حركية| ميكانيكا تحليلية | طاقة كامنة | قوة | متجه | زخم أو كمية الحركة | دفع القوة | عزم | عطالة | عزم العطالة | عزم زاوي | تصادم | سقوط حر | ثقالة | قذف

قوانين الحفظ

بقاء الكتلة | بقاء القيمة | بقاء الطاقة | تكافؤ المادة والطاقة | مبرهنة نويثر | معادلة الاستمرار | لاتباين أو صمود

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 الحساباتعدل

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 أيضًاعدل

مراجععدل

  1. ^ Emil Tocaci, Clive William Kilmister (1984). Relativistic Mechanics, Time, and Inertia. Springer. صفحة 251. ISBN 90-277-1769-9. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ Wolfgang Rindler (1977). Essential Relativity. Birkhäuser. صفحة 25. ISBN 3-540-07970-X. مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2014. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ Ludwik Marian Celnikier (1993). Basics of Space Flight. Atlantica Séguier Frontières. صفحة 286. ISBN 2-86332-132-3. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ Harald Iro (2002). A Modern Approach to Classical Mechanics. World Scientific. صفحة 180. ISBN 981-238-213-5. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Albert Shadowitz (1988). Special relativity (الطبعة Reprint of 1968). Courier Dover Publications. صفحة 4. ISBN 0-486-65743-4. مؤرشف من الأصل في 6 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Lawrence E. Goodman & William H. Warner (2001). Dynamics (الطبعة Reprint of 1963). Courier Dover Publications. صفحة 358. ISBN 0-486-42006-X. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ M. Alonso & E.J. Finn (1992). Fundamental university physics. , Addison-Wesley. ISBN 0-201-56518-8. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. اطلع عليه بتاريخ أغسطس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); 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. صفحات 78–79. ISBN 978-3-8322-6003-3. مؤرشف من الأصل في 06 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)