Zasada względności

Zasadę względności wprowadzoną przez Galileo przede wszystkim rozszerzono na systemy mechaniczne. Powiedział, że żadne mechaniczne eksperymenty nie mogą ustalić, czy system znajduje się w spoczynku, czy też prosto i równomiernie poruszając się. Innymi słowy, gdy te same eksperymenty mechaniczne są wykonywane w różnych inercyjnych układach współrzędnych (z działającymi siłami bezwładnościowymi) , wyniki będą podobne.

Galileo zauważył, że mechanika ruchów, a raczej kolizje, uderzenia, lot pocisków i innych zjawisk daje te same wyniki: zarówno w laboratoriach równomiernie, jak i prostoliniowo-ruchomych, a także w spoczynku.

Ta mechaniczna zasada względności może być wyjaśniona w poniższym przykładzie. Powiedzmy, że jeden samochód przechodzi obok drugiego bez wstrząsów, to znaczy ze stałą prędkością równomiernie. I wszystko wokół jest osłonięte tak gęstą mgłą, że prawie nic nie jest widoczne. Pytanie brzmi: czy pasażerowie w samochodzie mogą określić, który z nich się porusza? Czy można im pomóc poprzez eksperymenty z mechaniką?

Okazuje się, że w tym przypadku pasażerowie mogą obserwować względny ruch. Pomimo faktu, że wszystkie prawa ruchu i zasady dodawania wektorów są opracowywane przy pomocy ruchomych laboratoriów, nie wykrywają "nie odczuwają" wpływu tego ruchu na siebie. Zasada względności wskazuje również, że żadne mechaniczne eksperymenty nie pozwolą nam wykryć jednolitego ruchu prostoliniowego ramy odniesienia względem gwiazd i słońca. Jednakże, gdy ramka odniesienia jest przyspieszona względem gwiazd i słońca, wpływają na wyniki eksperymentów.

Szczególną uwagę zasługuje Galileuszowa zasada względności w mechanice. Żaden z systemów Galilei nie może być preferowany co do zasady, pomimo faktu, że z praktycznego punktu widzenia należy rozważyć ten lub ten system odniesienia jako preferowany w zależności od sytuacji.

Tak więc dla pasażera w samochodzie pasażera system współrzędnych, który jest połączony z maszyną, będzie systemem odniesienia bardziej naturalnym niż ten związany z drogą. I ten ostatni system z kolei będzie bardziej wygodny dla osoby obserwującej ruch samochodu, stojącego przy drodze. Różne systemy Galileusza mają zasadniczą równoważność, co wyraża się w tym, że dla przejścia między systemami istnieją takie same wzory, a zmienna wartość jest tylko wartością względnej prędkości.

Ta zasada względności rozważana jest z punktu widzenia kinematyki, ale taka dywersyfikacja jest podobna do różnych systemów. Jest to klasyczna zasada względności.

Istnieje również specjalna zasada, która odnosi się do dowolnych zjawisk fizycznych, a nie tylko ruchów mechanicznych. Jego istotą jest fakt, że w przypadku każdego układu współrzędnych, który przemieszcza się jednolicie i prostoliniowo względem siebie, wszelkie zjawiska fizyczne przebiegają w ten sam sposób, a wszelkie fizyczne eksperymenty dają podobny wynik.

Przepis ten definiuje się jako szczególną zasadę względności, ponieważ odnosi się do specjalnych przypadków jednolitego ruchu prostoliniowego. W takim przypadku wszystkie prawa wyglądają tak samo dla układów współrzędnych odnoszących się do gwiazd, jak i dla innych systemów, które poruszają się równomiernie i prostoliniowo względem gwiazd.

Istnieje również bardziej ogólna zasada, która obejmuje przypadki układów współrzędnych z przyspieszonym ruchem. Nazywa się to ogólną zasadą względności.