Olarak fizik , bir konum veya "boş" alan ile ilgili olarak bir hareketini belirten imkansızdır. Bir referans çerçevesi, bir konum veya hareketin tanımlandığı bir katıdır (aralarında bir dizi sabit nokta). Hareketin nitelendirilmesi ve hız kavramının tanımlanması için saat görevi gören bir cihaz da gereklidir . Bir referans çerçevesinin klasik bir örneği , Dünya ile bağlantılı olan karasal referans çerçevesidir .
Matematiksel hareket özelliklerini tanımlamak için, tanımlamak sonra bir koordinat sistemi bir alan ve zaman alan ve zaman koordinat üç koordinat: Bir sayı dörtlü olarak olayları tanımlamak için. Bir "koordinat sistemi " ( koordinat sistemi ) pozisyonları ve hızları ölçmeyi ve böylece bir yörüngeyi matematiksel bir eğri ile temsil etmeyi ve fiziksel kuvvetlerin cisimler üzerindeki etkisini matematikselleştirmeyi mümkün kılar. Bununla birlikte, bir hareketi gözlemlemek için bir koordinat sistemi tanımlamak gerekli değildir , örneğin bir yürüteçin zemin referans çerçevesine göre hareket ettiğini görmek için.
Hareket, seçilen referans çerçevesine bağlıdır: yerde ileri doğru hareket eden yürüteç, kendisine göre ileriye doğru hareket etmez (yürüme referans çerçevesine göre, geri hareket eden zemindir).
Mekanik ( Newtonian veya relativist ) , eylemsizlik ilkesinin geçerli olduğu Galilean (veya eylemsiz ) referans çerçevelerinin ayrıcalıklı bir sınıfının varlığını varsayar : bir kuvvete maruz kalmayan bir nokta cismi hareket halinde hareket eder, tekdüze doğrusal .
Fizik yasalarının ifadesi, eğer eksiksizse, seçilen referans çerçevesine bağlı olmamalıdır, ancak yalnızca genel görelilik buna izin verir veya eğer kendimizi Galilean referans çerçeveleriyle sınırlarsak özel görelilik sağlar . Rölativistik olmayan yaklaşımda, eylemsiz bir referans çerçevesi, düzeltici terimler, eylemsizlik kuvvetleri (veya hayali kuvvetler veya sözde kuvvetler) "görünür neden olmaksızın" gibi eylemsizmiş gibi kullanılabilir. merkezkaç kuvveti ya da Coriolis kuvveti (yer genel görelilik , bu etkilerin açıklama teorik olarak dahil edilmiştir).
Yana denklemleri hareket bağlıdır koordinat sistemine konumlarını tespit için kullanılır (Kartezyen, silindirik, küresel, vs.), aynı hareket birkaç eşit derecede geçerli yazılarından matematiksel tanımlanabilir: Hareket açıklamaları koordinat sistemlerinin her birinde referans değişikliği yoluyla eşdeğerdir .
Olarak Newton mekaniği , bir zaman görünüşe göre uzay koordinatları ile sınırlıdır ve referans çerçevesinin tanımı (bağımsız bir şekilde, konum ve hız, her söylemek aynı olduğu), mutlak, ancak bu işaretleme süresini tanımlamak için dağıtım değil (ayrı muamele edilir). Özel görelilik ve genel görelilikte zaman, izleme sistemlerinin ek bir boyutu olarak kabul edilir: uzay-zamandan bahsediyoruz .
Olarak fizik , bir referans çerçeve kullanılarak tanımlanabilir uzay-zaman koordinat sistemi , bir bağlantılı gözlemci üç koordinat oluşan ona göre sabit söylemek (gerçek veya sanal), alan ve bir koordinat zaman , kullanılan konum, hız ve ivme kavramlarını tanımlamak. Benzer bir tanım şudur: kökeni gerçek ya da hayali tek seferlik bir cisim olan uzay boyutunun 3 koordinat sistemidir ( klasik fizikte evrensel olarak kabul edilen zamanın bir ölçüsünü ekleyerek ). Gerçek bir referans çerçevesi gerçekleştirilmelidir: tanımlanabilir bir gövde tarafından tanımlanan bir başlangıç, cisimler tarafından tanımlanan eksenler veya koordinat sistemi veya en azından deneysel kavramlar . Henüz reddedilmemiş bir hipotez , uzayın en azından yerel olarak ( kısa mesafelerde ) Öklid olarak kabul edilebileceğidir .
Genellikle Galilean referans çerçevelerini tercih eder ve üç ortonormal uzay vektörünün ( Kartezyen koordinat sistemi veya ortonormal koordinat sistemi ) bir ortogonal temeli (uzay-zaman geometrisi anlamında) seçerek bir zaman işaretçisi tercih edilir . Böylece, bir nesnenin hareketinin fiziksel verileri bu referans çerçevesine göre verilmiştir.
Bir referans Galileo çerçevesi bir çerçevedir izole nokta kütle (yani tabi kuvvet ) düzgün doğrusal çevrimidir. Newton'un birinci yasası böyle bir kategori depolarının varlığını varsayar. Olağan referans çerçevelerinin çoğunun tamamen Galilean olmadığı, ancak deneylerde ele alınan zamanlar boyunca Galilean olmayan karakterleriyle bağlantılı fenomenlerin diğer fenomenlere kıyasla ihmal edilebilir kaldığı unutulmamalıdır.
Karasal çerçeve referans referans en yaygın olarak kullanılan çerçeve: bu yer üzerindeki bir noktaya merkezlenmiş ve eksenleri karasal dönme bağlantılıdır: bir "hareketsiz" Adam bu nedenle referans karasal çerçevesi içinde sabitlenmiştir.
Karasal referans çerçevesi, olağan deneylerde Galilean olarak düşünülebilir. Bir sürer serbest düşüş göstermeye hatırı sayılır yükseklikte başlangıç doğuya sapma nedeniyle dünya dönüşüne.
Deney süresinin Dünya'nın dönme süresinden çok daha az olduğu veya bu dönmenin etkisinin diğer faktörlere kıyasla ihmal edilebilir olduğu açık olduğunda, karasal referans çerçevesini Galilean olarak ilk yaklaşım olarak kabul edebiliriz.
Referans yermerkezli çerçeve kaynaklandığı Dünya'nın kütle merkezi ve eksenleri sabit görünmesini yeterince uzakta üç yıldız ile ilişkili olarak tanımlanır. Bu yıldızlardan ikisi, örneğin, Centaur'un kutup yıldızı ve Betası olabilir. Bu nedenle, kutuplarının ekseni etrafında dönme hareketinde Dünya ile bütünsel değildir.
Bu referans çerçevesi, süresi bir yıla göre çok kısa olan "kısa" deneylerde Galilean olarak düşünülebilir, çünkü Dünya'nın Güneş etrafındaki dönüşü hesaba katılmaz. Örneğin, yapay uydu hareketlerinin incelenmesi bu depoda yürütülecektir.
Kopernik referans çerçevesi , güneş sisteminin kütle merkezine merkezlenmiş ve eksenleri üç uzak yıldızı gösteren referans çerçevesidir . Kopernik referans çerçevesi , deneyimin Galaksideki güneş sisteminin hareketine kıyasla kısa süreli olduğu ve bu nedenle ~ 225-250 milyon yıldan çok daha kısa bir süreye sahip olduğu durumlarda Galilean olarak düşünülebilir . Bu depo, güneş sisteminin incelenmesi için uygundur.
Astronomik gözlemler, uzayda hareket eden, güneş sisteminin çeşitli gezegenlerinden yeterince uzakta hareket eden bir göktaşının, bu referans çerçevesinde tekdüze doğrusal öteleme hareketi içinde olduğunu ortaya çıkardı.
Kepler referans çerçevesi (veya heliosentrik referans çerçevesi ), Güneş'in kütle merkezine merkezlenmiş ve eksenleri Copernicus referans çerçevesine paralel olan referans çerçevesidir . Deneyler, çok iyi bir hassasiyetle Galilean olarak kabul edilebileceğini kanıtladı.
Aynı zamanda kütle merkezi referans çerçevesi olarak da adlandırılan çift merkezli referans çerçevesi, R referans çerçevesine (genellikle Galilean olarak seçilir) ve kütle merkezinin sabit olduğu çeviride referans çerçevesidir.
Çoğunlukla, dikkate alınan sistemin kütle merkezinin orijini olan bir koordinat sistemiyle ve R referans çerçevesininkilerle aynı doğrultuda bir eksen sistemine sahip olan bir koordinat sistemi ile ilişkilidir . Ancak bu merkez ve eksen seçenekleri zorunlu değildir.
Bu referans çerçevesi özellikle König teoremleri çerçevesinde kullanılır .
Not : Bu depo mutlaka Galilean değildir.