निर्देश तंत्र क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 5.1 माध्यमिक भौतिकी · 第 5 章 — सापेक्ष गति

निर्देश तंत्र कोई दृढ़ पिंड है — ज़मीन, रेलगाड़ी का डिब्बा, या समूची पृथ्वी — जिसके सापेक्ष स्थितियाँ दर्ज की जाती हैं, और उनके साथ उन्हें समय देने के लिए एक घड़ी। कोई पिंड किसी तंत्र में विराम में है जब उस तंत्र में उसकी स्थिति समय के साथ नहीं बदलती; वरना वह उस तंत्र में गति में है।

示例

उदाहरण 5.3 (रेलगाड़ी में टहलता यात्री)

एक रेलगाड़ी ज़मीन के सापेक्ष $300\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से चलती है, और उसी समय एक यात्री रेलगाड़ी के सापेक्ष $4\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से अगले सिरे की ओर चलता है।

रेलगाड़ी के तंत्र में: यात्री गलियारे में $4\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से चलता है; सीटें विराम में हैं; बाहर के पेड़ पीछे की ओर $300\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से भागते हैं।
ज़मीन के तंत्र में: सीटें $300\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से चलती हैं, यात्री $304\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ से, और पेड़ विराम में हैं।

वही दृश्य, दो तंत्र, दो बिलकुल अलग वर्णन — और रेलगाड़ी के भीतर किया गया कोई भी प्रयोग इनमें से किसी एक को “असली” घोषित नहीं कर सकता।

उदाहरण 5.9 (बीच में विश्राम वाली एक पदयात्रा)

एक पदयात्री $2\,\mathrm{h}$ चलकर $12\,\mathrm{km}$ तय करता है, फिर $1\,\mathrm{h}$ तक विश्राम करता है, और फिर आख़िरी $1.5\,\mathrm{h}$ में $6\,\mathrm{km}$ तय करता है। पूरी सैर पर औसत चाल:

v = \frac{d}{t} = \frac{12 + 6}{2 + 1 + 1.5} = \frac{18\,\mathrm{km}}{4.5\,\mathrm{h}} = 4.0\,\mathrm{km}/\mathrm{h}.

औसत बीता हुआ सारा समय गिनता है, विश्राम भी — और वह प्रायः अलग-अलग चरणों की चालों का औसत नहीं होता।

उदाहरण 5.14 (चलती पट्टी)

हवाई अड्डे का चलपथ $1.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ से सरकता है। एक यात्री उस पर पट्टी के सापेक्ष $1.5\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ से, चलने की दिशा में ही चलता है: ज़मीन के सापेक्ष चाल $1.5 + 1.0 = 2.5\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ । उसी रफ़्तार से उलटी दिशा में चलने पर: $1.5 - 1.0 = 0.5\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ , यानी पट्टी के विरुद्ध भी वह (धीरे-धीरे) आगे बढ़ता ही रहता है। पट्टी पर चुपचाप खड़े रहने पर: ज़मीन के सापेक्ष $1.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ , पट्टी के सापेक्ष $0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ — यानी दो अलग तंत्रों में एक ही समय विराम में और गति में।

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