Christopher Kent Mineman - Didattica in rete

Sistemi di riferimento.

Supponiamo di voler analizzare il moto di un oggetto qualsiasi, ad esempio di una meteora che si avvicina alla terra.

Dobbiamo utilizzare degli strumenti in grado di rilevare le posizioni occupate dal "punto mobile" in vari istanti temporali a partire da un certo momento.
Questo potrà essere efficacemente effettuato solo se definiamo, relativamente alla posizione in cui affettiamo le varie misurazioni, un sistema di assi cartesiani (vedi figura).

Contemporaneamente un secondo osservatore in volo su un aereo analizza lo stesso evento, effettua misurazioni rispetto ad un riferimento cartesiano centrato sull 'aereo.

Se in un secondo momento si dovessero confrontare quanto dedotto utilizzando i dati ricavati dai due osservatori, potrebbe apparire che si siano osservati due eventi distinti, che rispondono a leggi diverse.

Questo in quanto essendo in moto l' aereo rispetto al sistema sulla terra l'origine degli assi del secondo sistema (quello dell'aereo) si muoveranno con l'aereo. Se questo si stava alzando in volo avremmo potuto osservare quanto sotto riportato.

Come confrontare quanto rilevato dai due osservatori?

Le leggi fisiche ricavate saranno le stesse? Le previsioni saranno le stesse?

Vedremo che in generale non ha senso confrontare dati di due osservatori se si trovano ad operare in due sistemi di riferimento in moto l'uno rispetto all'altro (ad esempio uno sulla terra e l'altro su un aereo che decolla).

L'osservatore sulla terra afferma di essere in quiete, ma questo è falso essendo solidale col suolo che si muove di moto circolare uniforme attorno all'asse e contemporaneamente attorno al sole e ...

L'osservatore sull'aereo a sua volta potrebbe illudersi di essere in quiete, vedendo che all'interno dell'aereo è tutto in quiete.

Se ogni osservatore ricava leggi valide solo nel proprio sistema di riferimento, chi è in grado di vedere ciò che realmente accade?

Galileo rispose affermando che solo l'osservatore assoluto è in grado di rilevare ciò che realmente accade.

Esiste l'osservatore assoluto?

La risposta non può che essere negativa. Nessuno può trovarsi nel sistema di riferimento assoluto, l'unico in quiete rispetto a tutto l'universo in moto.

Duemila anni fa gli osservatori greci, convinti di essere osservatori assoluti sono giunti alla conclusione che la luna e il sole ruotino attorno alla terra, che è immobile e al centro dell'universo.

Sbagliavano?

Tenendo presente ciò che osservavano, no! La luna e il sole sicuramente ruotano attorno al sole effettuando un giro al giorno.

Se due osservatori si scambiano i dati rilevati, come possono confrontare quanto da ciascuno riportato?

Non è sempre possibile confrontare i dati. Studieremo alcuni casi in cui è possibile rapportarsi costruttivamente.

Sarà possibile confrontare quanto rilevato se i due osservatori sono l'uno rispetto all'altro in: