אנו מסבירים מהי מערכת ייחוס בפיזיקה, לשם מה היא מיועדת ותפיסותיה השונות במכניקה הקלאסית והיחסותית.
מהי מערכת הפניות?
כאשר אנו מדברים על מערכת ייחוס, אנו מתייחסים בדרך כלל למערכת של מוסכמות שצופה צריך, בתוך מערכת פיזיקלית-מכנית, כדי להיות מסוגל למדוד את המיקום וגדלים פיזיים אחרים של אובייקט הנחקר.
המשמעות היא שמסגרת התייחסות היא ההקשר ההכרחי כדי להבין את הממדים והכיוון של אובייקט. לדוגמה, אם אנו מסתכלים על תמונה של עצם דינוזאור, אי אפשר לדעת כמה היא גדולה אם חסר לנוסוּלָם. לכן מניחים לידו סרגלים או חפצים, כדי לקבוע השוואה. האחרון הוא מודל ייחוס לגודל.
עם זאת, ההערכה של מושג זה ב גוּפָנִי זה תלוי בפרספקטיבה הספציפית שממנה הוא נלמד:
- במכניקה הקלאסית. מערכת הייחוס מובנת כמערכת הקואורדינטות האורתוגונלית שבאמצעותה אנו יכולים לחקור מרחב אוקלידי, כפי שמתרחש ב גיאומטריה אנליטית. לדוגמה, ציר הקואורדינטות המרכיבות את מרידיאנים ומקבילים שאיתו אנו מתארגנים בדמיון הכוכב שלנו, לאפשר בנייה של מערכת ייחוס גלובלית שהיום אנו מכירים כ-GPS (מערכת מיקום גלובלית) וזה משתמש בקווים דמיוניים אלה כהתייחסות לאיתור נקודה בתוך הגלובוס.
- במכניקה רלטיביסטית. על ידי מערכת התייחסות אנו מבינים את קואורדינטות המרחב-זמן המזהות כל אירוע פיזי של עניין, מארבע וֶקטוֹר התייחסות אורתונורמלית: שלוש מרחביות (גובה, אורך, עומק) וזמני (מזג אוויר).
דוגמה למערכת התייחסות
ללא מערכת התייחסות נוכל לבלבל בין מידות האובייקטים.דוגמה פשוטה וקלאסית להבנת השימוש במערכות ייחוס מבוססת על חללית הממריאה מפני השטח של ה- כדור הארץ.
לאלו המתבוננים בה מהשטח, הספינה עולה ועד מהרה אינה מהעין, נראית קטנה יותר ויותר ככל שהיא מתרחקת. במקום זאת, עבור הטייס כדור הארץ הוא שנותר מאחור, מתרחק מהספינה ומצטמצם ככל שהוא נשאר מאחור. עבור שניהם זה תְנוּעָה זה יהיה מהיר ולינארי.
אבל עבור צופה שלישי הממוקם בירח תנועת הרקטה עשויה להיראות איטית ומרוחקת, מינימלית, בקושי מתרחשת, והיא תתפוס מהירות רק כשהיא מתקרבת אליה בדרכה. הבדל זה נובע מכך שבכל מקרה נעשה שימוש במערכת ייחוס שונה.