Introduktion til referencerammer

I denne video vil jeg snakke om begrebet referencesystem. Dette er en introduktionsvideo. I fremtidige videoer skal vi gå mere i dybden, men en referencesystem er den position, som du måler ting fra. Som vi skal se, så kan mange af de størrelser vi måler i fysik, som hastighed og forskydning, være forskellige afhængig af vores position, afhængig af hvilken referencesystem vi bruger. For at se, hvad jeg mener, så vil jeg tegne helt den samme situation med tre forskellig referencesystemer. Dette er den første, dette er den anden og dette er den tredje. I den første situation er referencesystem jorden. Hvis du er et stationært objekt på jorden, dette er dig og du er personen, der foretager målingerne af hastighederne. Fra din position, da du står stille i forhold til jorden, hvad er jordens hastighed? Det ser ud til, at du og jorden er stationære. Det ser ud til, at I ikke flytter jer. Nu tager dit måleudstyr frem og måler hastigheden, du kigger på forskydningen over en vis tid for flyet og bilen. Du kan se, at flyet har en hastighed mod højre på 250 m/s. Bilen, som kører ret stærkt for en bil, kører 50 m/s mod venstre. Denne skal være 1/5 af denne længde. -- lad mig tegne den bedre -- Lad os sige den flytter sig mod venstre med 50 m/s. Intet af dette er tosset. Du kan gå ud ved siden af en motorvej og måle 50 m/s, som er ret hurtigt, men du kunne observere dette og det er forholdsvis rimeligt. Hvad nu, hvis vi ændrer referencesystemet? Vi ændrer det sted, hvor vi foretager vores målinger. Lad os bruge bilen som et referencesystem. I denne referencesystem sidder du i bilen og jeg anbefaler ikke du kører. Lad en anden køre eller det er en selvkørende bil. Du tager dit måleudstyr frem og måler, hvad forskydningen af jorden og flyet er på 1 sekund. Fra din position er bilen stationær. Bilen har en hastighed på 0. Bilen er stationær. Fra din position kan du måle at jorden flytter sig. Du kan se træerne suse forbi dig mod højre, hvis du kører mod venstre. Fra din position ser det ud til, at jorden flytter sig i denne retning med 50 m/s. Det vil se ud som om, den går forbi dig med 50 m/s mod højre. Hvad med flyet? Ikke blot vil det se ud til at flyet bevæger sig til højre med 250 m/s, Det er ikke kun 250 m/s, fordi i forhold til dig er det endnu hurtigere. I forhold til jorden bevæger du dig mod venstre med 50 m/s, så for dig ser flyet ud at bevæge sig 250 + 50 m/s Vektoren vil se således ud. Den vil gå mod højre med 300 -- lad mig skrive det med orange -- 300 m/s Hvad så fra flyets position? Hvad hvis flyet er referencesystemet? Sæt videoen på pause og tænk over, hvilke hastigheder flyet, bilen og jorden har fra flyets position? Okay lad os lave den sammen. Nu sidder vi i flyet og igen, så flyver vi ikke flyet. Det får vi andre til at gøre. Vi har vores måleinstrumenter med og vi forsøger at måle hastighederne af disse ting med denne referencesystem. Flyet vil først og fremmest se ud til at være stationært. Det giver måske ikke så meget mening, men hvis du sidder i flyet, især hvis der ikke er turbulens, og flyet allerede har nået sin højde, så det hverken starter eller lander, og du lukker øjnene, så ved du ikke, at du bevæger dig. Hvis du lukker alle vinduerne så føles det som om, du er i et stationært objekt. Du kunne lige så godt være i et hus. Fra flyets position eller din egen i flyet, så synes flyet at være stationært. Jorden bevæger sig derimod temmelig hurtig. Den bevæger sig forbi dig med 250 m/s -- ups prøver at lave en ret linje -- med 250 m/s mod venstre. Bilen bevæger sig mod venstre endnu hurtigere. Den flytter sig til venstre 50 m/s hurtigere end jorden Bilen vil ikke se ud til kun at flytte sig med 50 m/s, men 50 m/s plus yderligere 250 m/s, så i alt 300 m/s til venstre. Med dette kan du måske påskønne, hvad referencesystemer er. I denne video svarer det til den position fra hvilken du foretager dine målinger. Nu er det så fristende for mange at sige, der må være en korrekt referencesystem. Ofte i vores hverdag vil du sige, at dette er den rigtige referencesystem og disse er blot nogle vi lod som og de er forkerte. Grunden til vi gør det er fordi vi som den referencesystem bruger denne store enorme tingest kaldet Jorden. Men det viser det sig, at ingen af disse referencesystemer er bedre end de andre. De er alle lige gode. De er alle lige gode referencesystemer. Jeg skulle ikke have sagt ens, da det er indlysende, at vi får forskellige målinger med dem. Men de er alle, fra et fysik synspunkt, lige gode som referencesystemer.