Es sollte eine sehr grundlegende Sache sein, eine sehr einfache Frage. Aber es gibt etwas, das ich verstehen möchte.
Wir wissen, dass, wenn wir einen Apfel senkrecht nach oben werfen, er eine Schwerkraft aufgrund der Erde erfährt, und die Erde erfährt wiederum eine gleich große Kraft, die auf ihn einwirkt. Das ist, was Newtons 3. Gesetz sagt, würde passieren. Obwohl die Beschleunigung des Apfels in Richtung Erde viel größer ist (aufgrund seiner im Vergleich zur Erde kleineren Masse) als die Geschwindigkeit, mit der die Erde in Richtung des Apfels beschleunigt. Die Erdbeschleunigung ist vernachlässigbar, aber sie ist nicht Null.
Hier ist, was ich verstehen möchte. Da Bewegung immer relativ ist, was ist, wenn mir diese Frage gestellt wird: Die Beschleunigungen von Apple und Erde beziehen sich auf welchen Beobachter (oder welchen Referenzrahmen)?
Ich könnte sagen, dass der Apfel in Bezug auf das Bezugssystem der Erde beschleunigt. Denn wenn wir die Beschleunigung des Apfels relativ zur Erde betrachten, gehen wir davon aus, dass die Erde in Ruhe ist, auch wenn sie sich bewegt (relative Bewegung). Ähnlich zu
Hier beobachtet Und behandelt wird, obwohl er in Ruhe (relativ zur Erde) ist hat seine eigene Beschleunigung, seine Beschleunigung wird hinzugefügt mit negativem Vorzeichen.
Ich könnte also sagen, dass der Apple beschleunigt, egal mit welcher Geschwindigkeit er beschleunigt, Zu Referenzrahmen. Was ist mit der Beschleunigung der Erde? Ich kann nicht sagen, dass die Erde relativ zum Apple beschleunigt, weil in diesem Fall ihre Beschleunigung gleich der Beschleunigung von Apple mit einem Minuszeichen wäre. Die Erde beschleunigt also relativ zu welchem Koordinatensystem? Ist es auch richtig zu sagen, dass der Apple relativ zum Erdrahmen beschleunigt (ich möchte nur bestätigen).
Die Beschleunigungen von Apple und Erde beziehen sich auf welchen Beobachter (oder welchen Referenzrahmen)?
In jedem Inertialsystem messen Sie die gleiche Beschleunigung der Erde und die gleiche Beschleunigung des Apfels.
Ein Beispiel ist dasjenige, bei dem die Erde anfänglich in Ruhe ist (wobei die Bewegung der Erde um die Sonne vernachlässigt wird usw.).
Ein anderer könnte der Rahmen sein, in dem die Sonne ruht (unter Vernachlässigung ihrer Bewegung um das galaktische Zentrum und aufgrund aller anderen Gravitationskräfte, die sie erfährt).
Das dritte Gesetz besagt, dass immer dann, wenn zwei Objekte eine Kraft aufeinander ausüben, wie z. B. die Schwerkraft, die beiden Objekte beide auf den gemeinsamen Massenmittelpunkt zu beschleunigen .
(Und dies lässt sich natürlich auf eine beliebige Anzahl von sich gegenseitig kraftausübenden Objekten verallgemeinern.)
Mit anderen Worten, der gemeinsame Schwerpunkt der beteiligten Objekte bleibt in Trägheitsbewegung.
Daher ist bei jeder Sammlung von Objekten die natürliche Wahl des Referenzrahmens, um ihre Beschleunigung auszudrücken, der gemeinsame Massenmittelpunkt.
In der Astronomie richtet sich die Wahl des Bezugsrahmens nach der gewünschten Genauigkeit. Je höher die geforderte Genauigkeit, desto größer der geforderte Spielraum.
Im Fall des Erde-Mond-Systems drehen sich Mond und Erde beide um ihren gemeinsamen Massenmittelpunkt. Tatsächlich ist die Erde so viel schwerer als der Mond, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt nicht irgendwo dazwischen liegt, der gemeinsame Massenschwerpunkt liegt im Inneren der Erde. Wie auch immer, der Masseschwerpunkt der Erde befindet sich nicht in einer Trägheitsbewegung. Deshalb: Für eine minimale Genauigkeit muss der gemeinsame Schwerpunkt von Erde und Mond verwendet werden.
Wenn eine höhere Genauigkeit als diese erforderlich ist, müssen Sie sich zum gemeinsamen Massenschwerpunkt des Sonnensystems als Ganzes bewegen. Jupiter ist so schwer, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt des Sonnensystems etwas außerhalb der Sonne liegt. Um die Bewegung des Mondes zu berechnen, müssen Sie alle Bewegungen der Himmelskörper des Sonnensystems in Bezug auf den Massenmittelpunkt des Sonnensystems ausdrücken. Daraus können Sie alle Gravitationskräfte auswerten, die eine spürbare Wirkung haben, und dann die zukünftigen Bewegungen der Himmelskörper auswerten.
Übergang zu immer größeren Maßstäben:
Das Sonnensystem umkreist den Massenmittelpunkt unserer Galaxie.
Unsere Galaxie und die Andromeda-Galaxie üben eine Anziehungskraft aufeinander aus, sodass sie auf ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt zu beschleunigt werden. Anhand der Entfernung zwischen den beiden Galaxien und ihrer Masse kann vorhergesagt werden, nach wie vielen Milliarden Jahren ein Prozess der Galaxienverschmelzung beginnen wird
Man kann es sich so vorstellen, dass Erde und Apfel in Bezug auf ihren gemeinsamen Schwerpunkt beschleunigt werden.
PM 2Ring