¿Qué es un marco de referencia inercial?

Un marco inercial es un conjunto idealizado de instrumentos de medición que viajan a la misma velocidad sin ninguna fuerza mecánica que actúe sobre ninguno de ellos. La palabra ‘marco’ se refiere a la distancia constante entre instrumentos adyacentes cuando la velocidad relativa entre los dos es un vector cero. La palabra ‘inercial’ se refiere a la ausencia de fuerza mecánica en cualquiera de los instrumentos. La palabra ‘referencia’ se refiere a la sincronización necesaria para usar las lecturas de estos instrumentos como coordenadas espaciales y de tiempo.

El observador de un marco de referencia inercial puede examinar todo cuerpo corporal que no forme parte del marco de referencia. Cualquier evento en el universo puede caracterizarse por la lectura de instrumentos muy cercanos a ese evento cuando ocurre. Las lecturas espaciales y temporales de un instrumento cerca de un evento caracterizan la posición y el tiempo de ese evento tal como lo percibe ese marco de referencia de inercia.

Según la relatividad especial, las leyes de la fuerza se expresan de la misma manera en CUALQUIER marco de referencia inercial. Aunque la lectura de los instrumentos puede ser muy diferente en diferentes marcos de inercia, las leyes de la fuerza siempre se pueden expresar de la misma manera.

Es un marco en el que la física es simple. Como, en el que se mantienen las 3 leyes del movimiento de Newton.

Un marco de referencia significa cualquier forma claramente prescrita de determinar las coordenadas de posición y tiempo de eventos / objetos físicos.

Las 3 leyes del movimiento de Newton:

N1: Un cuerpo sobre el cual no actúan fuerzas externas, si está en reposo, permanece en reposo; si está en movimiento, continúa en línea recta a velocidad constante.
Es decir, la fuerza neta cero significa velocidad constante del vector.

N2: Un cuerpo sobre el cual actúa una fuerza neta, F, que experimentará una tasa de cambio de su impulso, p, dada por:
F = dp / dt

N3: cuando el cuerpo1 ejerce una fuerza, F sobre el cuerpo2, el cuerpo2 ejerce una fuerza, -F sobre el cuerpo1.

Todos los cuadros inerciales se mueven a una velocidad vectorial constante uno con respecto al otro. Cualquier cuadro que esté en aceleración lineal o rotación (que siempre es una forma de aceleración), con respecto a un cuadro inercial, no puede ser inercial.

Cualquier intento de aplicar las leyes de movimiento de Newton en ellas dará como resultado fuerzas “misteriosas” que no tienen un origen físico aparente. En un marco de rotación uniforme, esto tomará la forma de una “fuerza centrífuga”, que parece empujar los cuerpos lejos del centro de rotación.

Un marco inercial es aquel que se mueve a una velocidad constante con respecto a otro marco inercial de referencia.

Esta definición es circular, pero lo suficientemente buena para los experimentos de física cotidianos. Por ejemplo, suponiendo que la Tierra es un marco de referencia inercial (que es más o menos, por períodos de tiempo lo suficientemente pequeños), un automóvil que se mueve a velocidad constante en su superficie, en línea recta, constituye otro marco de referencia inercial .

Sin embargo, para construir una definición más satisfactoria, los físicos habían estipulado, hasta finales de la década de 1880, que había un marco de referencia inercial absoluto, conocido como el éter luminífero. El éter era el medio postulado para la propagación de ondas electromagnéticas (es decir, la luz). Desafortunadamente, la existencia del éter luminífero fue refutada por el experimento de Michelson-Morley, en 1887.

Los resultados de este experimento motivaron el desarrollo de la teoría de Einstein de lo relativo relativo, que, entre otras cosas, estipula que no existe un marco de referencia inercial absoluto.

¿Cómo se supone que debemos definir adecuadamente un marco de referencia inercial, entonces? Se podría definir un marco de referencia inercial como aquel en el que se mantienen las leyes del movimiento de Newton.

Por cierto, usando álgebra vectorial simple, se puede demostrar que esta definición implica que un marco de referencia inercial es también uno que se mueve a velocidad constante con respecto a otro marco de referencia inercial.

La primera pregunta que alguien haría es definir los términos básicos, pero de alguna manera los términos básicos rara vez se definen.

La mejor respuesta que puedo decir es que se supone que las posiciones relativas al espacio son inmóviles o inmateriales, el movimiento solo se supone que existe entre los objetos. Imagina que las estrellas se han ido, solo tú y el espacio, ¿cómo sabes si te mueves o no si estás rodeado de una oscuridad total? La respuesta según Einstein es que no te estás moviendo en relación con el espacio, nadie lo está.

Si ve a un amigo flotando hacia usted en el espacio, usted no se está moviendo, su amigo se está moviendo pero a su amigo no se está moviendo, usted se está moviendo, entonces el movimiento es relativo al observador, cada observador piensa que está quieto y todo lo demás está moviéndose, cada observador tiene un “marco de referencia” único

Mi padre sugirió que esto está mal, que podrías estar moviéndote en relación al espacio absoluto incluso si no pudieras detectarlo.

La posición del espacio es revelada por el cielo nocturno, las estrellas aparentemente fijas indican la posición del espacio en el promedio de todo el movimiento en el universo. Sin esas estrellas no hay una forma directa de conocer la posición del espacio, pero eso no significa que no tenga una, según las teorías de mi padre, el espacio tiene una posición de reposo absoluto.

El resultado nulo de Michelson Morley que justifica los marcos de referencia inerciales alrededor de cada observador es el resultado de una comprensión defectuosa del comportamiento de la luz que conduce a fallas en el diseño del experimento según mi padre, quien sugirió un diseño diferente que afirmó que sería Detecta con éxito el movimiento del aparato en relación con el espacio, lo que demuestra la existencia de espacio absoluto.

Esta operación exitosa de experimentos establecería un único marco de referencia inercial en el espacio absoluto en lugar de un número infinito de marcos inerciales para cada observador, el movimiento es entonces independiente del observador en lugar de depender del observador, pasamos de una definición subjetiva a un objetivo definición.

Hasta el momento, nadie ha realizado el experimento que diseñó.

Prof. JP Paul Wesley

Creo que el único marco de referencia necesario es el del Observador Científico. No se necesita ningún otro marco de referencia ya sea inercial o no inercial.

En mi opinión, la Teoría de la Relatividad trata al “observador” como un ser humano cuya conciencia está limitada por la velocidad de la luz. El sentido del tiempo para este observador proviene de ver el Sol moverse a través del cielo a una velocidad constante. Desde este sentido, percibe las tasas de otros cambios en el universo.

La sensación de descanso del observador proviene de su movimiento relativo a la tierra. Eso determina su marco de referencia, que luego utiliza para estimar la masa restante de objetos. En resumen, el concepto del marco de referencia en la teoría de la relatividad está ligado a las características de la conciencia humana.

La teoría de la relatividad está limitada por la noción humana de conciencia.

Un observador es básicamente conciencia. La conciencia en la realidad es mucho más amplia que la noción limitada de la conciencia humana. Para definir la conciencia científicamente, hagamos el siguiente experimento mental. Imagine estar afuera en el espacio interestelar, pero sin estrellas o cuerpos celestes alrededor para proporcionar puntos de referencia. Presta atención a tu movimiento.

Podría estar parado o moverse a la velocidad de la luz. Pero descubrirá que no hay conciencia del movimiento mientras sea uniforme. La conciencia surge solo cuando hay un cambio en el movimiento que causa la aceleración, y que inmediatamente da lugar a una resistencia inercial.

La luz que genera conciencia de otros objetos está formada por campos eléctricos y magnéticos cambiantes. Dichos cambios van acompañados de resistencia inercial como permitividad y permeabilidad. Esos objetos de los que uno se da cuenta también consisten en cambiar el movimiento y acompañar la inercia a niveles atómicos y moleculares.

Hay estructuras en el cerebro como la corteza visual que se utilizan para explicar la conciencia. Pero el cerebro también está formado por neuronas, impulsos eléctricos, etc., que consisten en cambios en el movimiento y fuerzas de inercia. Por lo tanto, hay movimiento tanto afuera como dentro del cerebro. La ciencia simplemente asocia el movimiento dentro del cerebro con la conciencia.

Por lo tanto, la conciencia no puede separarse de las fuerzas de inercia que son inherentes a todos los fenómenos. La conciencia humana es una instancia de esto. Pero, objetivamente, la conciencia está presente en todos los fenómenos. No necesita ser definido en términos humanos.

Así, la observación se produce como la aparición de características de un fenómeno. Así es como se estudia en ciencia. Cada aspecto de este universo está cambiando y dando lugar a la inercia en todo momento. Esta es la conciencia, que es inherente al universo. Tanto el observador como lo observado son parte de la realidad. No hay un observador separado como tal.

La ciencia está observando el universo desde el punto de vista del universo.

En este “marco de referencia”, el observador científico es simultáneamente consciente de todo el universo. Esta conciencia no está limitada por la velocidad de la luz. El Observador Científico puede observar la luz que se arrastra entre las estrellas. Él puede ver la tierra girando. Puede ver movimiento en todas las escalas diferentes.

Una vez que comprendamos este “marco de referencia” universal del Observador Científico, no se necesita ningún otro marco de referencia para explicar las cosas. En este marco de referencia, el movimiento uniforme inherente de un objeto está determinado por su inercia. El movimiento uniforme se restaura cada vez que se desvía de él.

Aunque todos los aspectos del universo cambian continuamente, su energía general y su impulso son aparentemente constantes. Esta condición “sin cambio” significa que el universo en su conjunto tiene inercia y persistencia infinitas. Como no hay nada aparte del universo, se puede suponer que la velocidad del universo es cero.

El observador científico es inherentemente estático y tiene una persistencia infinita.

El observador científico deriva su sentido del movimiento y el tiempo del marco de referencia del universo en su conjunto.
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Usar el espacio absoluto (por ejemplo, tomar la ubicación de estrellas distantes como referencia) para resolver los problemas físicos del día a día no es realista, por lo que necesitamos un marco relativo, en el que el movimiento de un cuerpo sea consistente, es decir, uno en el que el cuerpo mantiene su estado de movimiento (velocidad y dirección) a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Tal marco se llama marco inercial.

En otras palabras, un marco en el que vemos movimiento en línea recta, a una velocidad constante, en ausencia de fuerza, puede elegirse como un marco inercial.

El problema con este enfoque es el siguiente:

Considere un plato giratorio en el que se empuja una bola en línea recta hacia el otro lado. Debido a la fuerza centrífuga experimentada por la pelota, cambiará de dirección antes de llegar al otro extremo y volverá al punto de partida.

Para alguien que mira esto desde el marco de referencia fijo de la Tierra , esto es perfectamente comprensible. Hay una fuerza (centrífuga) que causa el cambio de dirección. Entonces, para él, el plato giratorio es un marco de referencia inercial.

Pero, ¿qué pasa con alguien que observa esto sentado en el marco de la plataforma giratoria? Para él, no hay rotación. En lo que a él respecta, no hay fuerza, lo que puede hacer que la pelota regrese a su punto de partida.

Entonces, para esta persona, el plato giratorio es un marco de referencia no inercial.

En otras palabras, para determinar si un marco es inercial, necesitamos observar la consistencia del movimiento. ¡Pero para examinar la consistencia del movimiento, debemos estar en un marco de referencia inercial (como el marco de referencia fijo de la Tierra anterior) en primer lugar! Si estamos en un marco de referencia no inercial (como el plato giratorio), no podemos determinar la consistencia del movimiento. Este es un argumento circular .

La inercia es la ‘resistencia’ que ofrece un objeto a cualquier cambio en su estado. Esto incluye cambios en el estado de reposo, velocidad o dirección de movimiento del objeto. El marco de referencia inercial es cuando un objeto permanece en reposo si está en reposo, o se mueve con velocidad lineal constante si está en movimiento, a menos que las fuerzas externas actúen sobre él.

Por ejemplo, si está sentado en un automóvil estacionado, está en un marco inercial; cuando el automóvil comienza a moverse y acelera, usted está en un marco no inercial; y cuando el automóvil navega a una velocidad constante, nuevamente se encuentra en un marco inercial.

Un marco de referencia es un sistema de medición de la posición de todos los puntos en el espacio en un momento dado, la medición se realiza en comparación con un punto estándar llamado origen denominado “cero”.
Este tipo de sistemas de medición nos ayudan a calcular cambios en varias entidades físicas y causar efectos.
Inercia significa la tendencia a preservar el estado inicial (estado de reposo o estado de movimiento uniforme no acelerado). Se dice que un cuerpo está en inercia si está en estado de reposo o en un estado de movimiento lineal continuo con una velocidad constante.

Ahora, el marco de referencias inerciales son aquellos marcos de referencias que están en estado de reposo o en estado de movimiento lineal continuo con una velocidad constante.

Las leyes de la física se conservan sobre todos los marcos de referencia inerciales. Esto también significa que los valores de las entidades cambian en diferentes marcos inerciales, pero el cambio en los valores de las entidades con respecto al tiempo nunca cambia a través del marco inercial de referencias.

En mecánica clásica son útiles para convertir los valores de un punto de vista a otro. El punto de vista se caracteriza por varios marcos de referencias.

Gracias por la pregunta

Un marco de referencia inercial es uno que está en RESTO ABSOLUTO, y el movimiento de cualquier cuerpo (digamos, velocidad o aceleración) percibido desde este marco de referencia proporciona la medida exacta del movimiento del cuerpo. Técnicamente hablando, ningún objeto en el universo está en reposo absoluto. Sin embargo, a todos los efectos prácticos, la Tierra (o tierra) se toma como un marco de referencia inercial porque el movimiento de cualquier cuerpo en la superficie de la Tierra suele ser mucho más lento que la velocidad de la revolución de la Tierra (sin tener en cuenta la Teoría Cuántica). en total).

Un marco de referencia inercial es un marco de referencia que describe el espacio-tiempo de manera homogénea, isotrópica y escleronómica (no tiene una dependencia explícita del tiempo).

Un ejemplo más simple es un “marco de referencia no acelerado”.

De acuerdo con la mecánica newtoniana, el marco de referencia inercial muestra un objeto que permanece en reposo o que se mueve a una velocidad constante, a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

Siempre que podamos identificar “fuerzas externas”, con cierta precisión, podemos verificar si un marco de referencia es inercial, con la precisión correspondiente.

Dado que la noción de fuerza es, fundamentalmente, una ilusión, también lo es el concepto de marco inercial.

Quizás el marco en el que se obedecen las leyes de Newton o literalmente se obedecen las leyes de inercia. Hasta donde sé, no hay un marco de referencia inercial exacto porque cualquier marco que elijamos podría estar acelerando wrt un objeto arbitrario de nuestro universo. Se pensó que hay un espacio absoluto que es un marco de referencia inercial y cualquier marco que se mueva con una velocidad constante en ese espacio también es inercial. Quizás lo que solemos hacer es asumir la tierra como el marco de referencia inercial.

Digamos que estás en un cohete que se mueve exactamente hacia arriba (verticalmente, en dirección y)

Si se dice que el cohete es un “marco de referencia inercial”. Entonces no se debe acelerar,

Si estaba parado en un tipo de escala de peso dentro del cohete y su peso está cambiando, entonces el cohete no es un marco de referencia inercial, si su peso siempre es constante, significa que sí, el cohete es un marco de referencia inercial.

Esta es la mejor descripción de los marcos de referencia que he visto. ¡Es interesante y divertido! Para mí de todos modos.

Hay dos partes …

Marco inercial significa un marco en el que puede aplicar toda la ley de Newton sin dificultad, ya que tanto la velocidad relativa del observador como la del objeto deben ser cero (en la mayoría de los casos). En este marco, ninguna psudo fuerza actuará sobre el cuerpo.