Vztažná soustava

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Dvě různé soustavy a pozorování jednoho objektu.

Vztažná (nebo také referenční) soustava je zvolená skupina těles (příp. i jediné vztažné těleso), které jsou vzájemně v klidu, anebo zadaném či známém vzájemném pohybu. Poloha a pohyb zkoumaných těles jsou určovány (vztahovány) vzhledem ke zvolené vztažné soustavě, tedy vzhledem ke zvolené skupině těles.

Fyzikální pojem vztažné soustavy je velmi důležité odlišovat od matematického pojmu souřadnicové soustavy. Zaměňování těchto dvou pojmů je časté a vede k obtížím a paradoxům zejména v oblasti teorie relativity.


Volba vztažné soustavy[editovat | editovat zdroj]

Volba vztažné soustavy představuje vlastně volbu „pevných“ bodů v prostoru, které jsou vzájemně v klidu, anebo vzájemně zadaném či známém pohybu. Vzhledem ke zvolené vztažné soustavě je pohyb fyzikálně vztahován a definován. Fyzikální popis pohybu je tedy závislý na volbě referenční soustavy.

Vzhledem k tomu, že klid nebo pohyb je závislý na volbě vztažné soustavy, je tento pohybový stav relativní. To tedy znamená, že i klid je pouze relativní, neboť je vždy nutno uvést vztažnou soustavu, vzhledem ke které je těleso v klidu či zadaném pohybu. Pojem klidu nebo pohybu tělesa je fyzikálně závislý na volbě vztažné soustavy.

Volbu vztažné soustavy, která má fyzikální obsah, nesmíme zaměňovat s volbou souřadnicové soustavy, - která má čistě matematický obsah a souvisí s popisem fyziky (nikoliv fyzikou samotnou).

Příklad[editovat | editovat zdroj]

Dvě různé vztažné soustavy: Pozorovatel P1 sleduje polohu tělesa O vůči autobusu B, zatímco pozorovatel P2 sleduje pohyb tělesa vůči zemskému povrchu.
  • Jiným příkladem vztažné soustavy může být pohybující se vlak. Jsme-li uvnitř pohybujícího se vlaku, pak pohyb těles (nebo jejich klid) vztahujeme ke stěnám a podlaze pohybujícího se vlaku a nikoliv k zemskému povrchu, který se vůči naší vztažné soustavě také pohybuje.

Soustava souřadnic[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Soustava souřadnic.

Volbou vztažné soustavy neříkáme nic o zvolené souřadnicové soustavě. Zatímco pojem vztažné soustavy má fyzikální obsah, je pojem souřadnicové soustavy matematického rázu a závisí na libovůli subjektu bez fyzikálního obsahu. V dané vztažné soustavě lze použít libovolný souřadnicový systém. Obvykle se volí takový systém souřadnic, který popis daného pohybu co nejvíce zjednodušuje.

Příklad[editovat | editovat zdroj]

Např. pro popis pohybu planety ve vztažné soustavě dané Sluncem a vzdálenými stálicemi je možné použít jak kartézský, sférický nebo cylindrický systém souřadnic.

Mezi jednotlivými systémy souřadnic lze přecházet určitou matematickou transformací souřadnic, která opět nemění podkladovou fyziku, ale jen vlastnosti jejího popisu.

Rozdělení vztažných soustav[editovat | editovat zdroj]

Vztažné soustavy dělíme na inerciální a neinerciální.

Inerciální vztažná soustava[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Inerciální vztažná soustava.

Inerciální neboli setrvačná soustava je taková soustava, v níž platí Newtonovy pohybové zákony pro volnou částici v nejjednodušším tvaru (pohyb volné částice je přitom definitoricky uvažován jako rovnoměrný přímočarý).

Každá soustava, která se vzhledem k inerciální vztažné soustavě pohybuje rovnoměrně přímočaře nebo je vzhledem k této soustavě v klidu, je také inerciální soustavou.

Neinerciální vztažná soustava[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Neinerciální vztažná soustava.

Neinerciální soustava se vzhledem k nějaké inerciální soustavě pohybuje se zrychlením. Newtonovy pohybové zákony pro volnou částici mají složitější tvar, její pohyb není rovnoměrný přímočarý.

Související články[editovat | editovat zdroj]