2. TRANSFORMACIJA KOORDINATA, GALILEJEVA TRANSFORMACIJA
I INERCIJALNI SISTEMI
Položaj neke tačke u prostoru ili ravni može biti definisan sa
koordinatama koordinatnog sistema, koji je vezan za neki drugi koordinatni sistem kao
referentni. Na primer, na slici 2.1 data su dva koordinatna sistema u ravni - sistem
i sistem
, čije su ose paralelne.
![]() |
![]() |
Sistem
je označen sa
,
a sistem
sa
. Koordinate početka sistema
(tačka
) date su u sistemu
sa koordinatama
,
.
Sa slike 2.1 se vidi da se koordinate
,
tačke
u sistemu
mogu prikazati u funkciji
koordinata
,
sistema
pomoću relacija
![]() |
(2.1) |
Takođe se mogu prikazati koordinate
,
u funkciji koordinata
,
![]() |
(2.2) |
Slična transformacija se može izvesti i za slučaj kada se ose ova
dva sistema nalaze pod izvesnim uglom, to jest kada nisu paralelne.
Navedena transformacija je izvedena za slučaj kada se sistemi međusobno
ne kreću.
Uzmimo sada da se sistem
kreće translatorno
i konstantnom brzinom
u odnosu na sistem
(sl. 2.2). U tom slučaju koordinate koordinatnog početka
su
i
, gde su
i
odgovarajuće komponente brzine
,
a
je vreme. Koordinate neke tačke
u sistemu
mogu se izraziti u funkciji koordinata
,
sistema
jednačinama
![]() |
(2.3) |
Kao i u prethodnom slučaju, kada se sistemi nisu međusobno kretali važi i obrnuta transformacija
![]() |
(2.4) |
Iste relacije važe i za dva trodimenzionalna sistema koji se međusobno
translatorno kreću konstantnom brzinom
![]() |
(2.5) |
i
![]() |
(2.6) |
Kod ove transformacije vreme
je isto u oba
koordinatna sistema. U klasičnoj fizici vreme je apsolutna veličina. Ono teče ravnomerno
i ne zavisi od prostora, porednog tela, koordinatnog sistema ili bilo čega spolja.
Navedena transformacija koordinata se naziva Galilejeva
transformacija u čast osnivača mehanike. Ona važi za sve inercijalne sisteme.
Inercijalni sistem je sistem koordinata u kojem se zakon inercije održava u svom
prvobitnom obliku. U vezi toga Njutnov (Newton) princip relativnosti glasi:
"Postoji beskonačan broj ekvivalentnih sistema, koje nazivamo inercijalnim, a koji se
ravnomerno i pravolinijski kreću u odnosu jedan na drugi, kod kojih se zakoni mehanike
ispunjavaju u prostoj klasičnoj formi". Dakle, ako je jedan sistem inercijalan onda je i
svaki drugi sistem inercijalan ako se u odnosu na prvi kreće ravnomerno i pravolinijski.
Uzmimo slučaj sa slike 2.2. Neka je u prvom sistemu
brzina
konstantna, što znači da je
ubrzanje jednako nuli, to jest za njega važi zakon inercije, pa stoga i kažemo da je
sistem inercijalan. Može se videti da je i pokretni sistem
,
koji se ravnomerno i pravolinijski kreće u odnosu na
,
takođe inercijalan, jer je iz jednačine (2.5)
![]() |
(2.7) |
Dakle, pri transformaciji koordinata ostao je isti izraz za zakon
inercije, što znači da se Galilejevom transformacijom održava invarijantnost
(nepromenjenost) izraza za ubrzanje za slučaj inercijalnih sistema. Invarijantnost izraza
za ubrzanje ne održava se kod sistema koji se kreću ubrzano ili se rotiraju jedan
u odnosu na drugi.
Što se tiče svetlosnih i zvučnih talasa invarijantnost jednačina za
prostiranje istih ne održava se ni kod inercijalnih sistema, to jest kod Galilejeve
transformacije.
početak