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參照物、參照系與坐標(biāo)系:解讀運動描述的關(guān)鍵概念

更新時間:2024-06-08 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

都對。參照物是具體的物體,當(dāng)我們只需要做簡單的運動比較時,就可以用參照物。參照系是一個比較完整的數(shù)學(xué)框架,在這個框架內(nèi)可以解決各種形式的復(fù)雜運動問題。坐標(biāo)系是參照系數(shù)學(xué)框架的具體形式。NTa物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

比如,我們只考慮地球和太陽這兩個物體,以太陽為參照物,我們就說地球在運動,這就是所謂的簡單比較。但是,我們無法只通過參照物來找出運動物體的具體運動狀態(tài),比如軌道方程等。要求軌道方程,需要在參照物上選定一個基點,比如太陽中心,建立一個坐標(biāo)系參照物的定義,這樣就可以在這個坐標(biāo)系中用空間變量(x,y)和時間變量(t)來表示地球運動的軌道曲線,F(xiàn)=f(x,y,t)。這個被假定為靜止的,并以此為標(biāo)準(zhǔn)來描述運動的坐標(biāo)系就叫做參照系。所以,顧名思義,參照物就是用來參照的物體,而參照系就是用來參照的坐標(biāo)系。在數(shù)學(xué)形式上物理資源網(wǎng),參照系比參照物更具體,在數(shù)學(xué)描述上,參照系比參照物更強大。 但與坐標(biāo)系相比,參考系相對抽象,我們在談?wù)搮⒖枷禃r,并不關(guān)心它的具體形式,而只強調(diào)它作為測量運動的標(biāo)準(zhǔn)所起的作用。坐標(biāo)系則更加具體。描述同一個物體的運動,在選定參考系之后,我們可以使用傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系等。這只是為了數(shù)學(xué)上的方便,對運動的本質(zhì)沒有影響。比如前面的例子中,對于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的問題,我們也是用太陽中心建立參考系參照物的定義,但是可以用極坐標(biāo)系來代替直角坐標(biāo)系。這樣,運動方程就可以寫成F=f(r,θ)。雖然方程看上去不一樣,但和前面的等價,這樣處理問題也更方便。NTa物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

參照物的定義NTa物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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