Принцип относительности Галилея

Инерциальные системы отсчета (ИСО) занимают особое положение в классической механике: ведь только в них выполняются законы Ньютона и все их следствия. Такая система должна быть привязана к свободному от внешних воздействий телу, но это недостижимый идеал. Для большинства практических задач «земного» масштаба система отсчета, связанная с Землей, служит хорошим приближением к ИСО. Для расчета движения космических кораблей и планет систему отсчета связывают с Солнцем, для задач ещё большего, галактического масштаба — с центром Галактики, и так далее.

 

Вам может показаться, что инерциальных систем отсчета мало, но это не так! Ведь с любым телом, движущимся равномерно прямолинейно относительно ИСО, можно связать новую систему отсчета, и она тоже будет инерциальной. Так что их бесконечно много, причем все ИСО равноправны. Это простое утверждение называют принципом относительности Галилея.

 

Равноправие инерциальных систем отсчета означает, что все законы механики и описывающие их уравнения имеют один и тот же вид во всех ИСО. Можно выразить ту же мысль иначе: все механические явления протекают одинаково во всех ИСО при одинаковых начальных условиях.

 

Проиллюстрируем последнее утверждение примером. Если бросить с мачты покоящегося относительно земли корабля камень, он упадёт возле основания мачты. А если корабль равномерно движется? Система отсчета, с ним связанная, также будет инерциальной, и камень, брошенный с мачты, должен упасть в то же место возле ее основания. Такой исход эксперимента предсказал Галилей. Но современники не могли себе этого представить и нуждались в демонстрации. И в 1641 году, незадолго до смерти Галилея, его французский коллега в присутствии большого числа зрителей сбрасывал с мачты движущейся равномерно галеры камень, и тот всегда падал к её подножию в одно и то же место независимо от скорости галеры, вызывая изумление зрителей.