Christopher Kent Mineman - Didattica in rete

Riconsideriamo due osservatori il primo fermo sulla riva di un fiume rettilineo e il secondo in moto su un barcone che si muove di moto rettilineo uniforme da sinistra verso destra con velocità relativa v_rel. I due osservatori decidono di costruire due sistemi di riferimento con l' origine associato alla posizione occupata dall'osservatore.

I due sistemi di riferimento sono sovrapposti all'istante t=0.	Col passare del tempo i due sistemi sono sempre più sfalsati e l'origine del sistema in moto ubbidirà alla seguente legge oraria. O' = vrel t
Quando viene fatta la rilevazione del moto di un punto materiale i due osservatori determinano differenti leggi orarie sia per lo spostamento che per le velocità.

Per analizzare cosa percepisce l'osservatore in moto e l'osservatore in quiete supponiamo che l'osservatore in moto osservi un evento che avviene nel punto P(X;Y;Z), nell'istante T, per cui determina la velocità V e l'accelerazione A .
L 'osservatore in quiete afferma che il punto materiale si trovi nel punto P₁(x;y;z), nell'istante t, a cui associa una velocità v e una accelerazione a.

Qualunque sia l'evento studiato avremo le seguenti leggi orarie:

posizione	velocità	accelerazione
X=x -vrelt	Vx=vx-vrel	Ax=a
Y=y	Vy=vy	Ay=a
Z=z	Vz=vz	Az=az
T=t

Si ricava che due osservatori uno in quiete e il secondo in moto (rettilineo uniforme) non determinano le stesse leggi orarie per quanto riguarda la posizione e la velocità, ma determinano sempre la stessa accelerazione, ossia ricavano le stesse leggi fisiche.

Quanto detto vale anche per due osservatori in moto rettilineo uniforme rispetto ad un osservatore in quiete, quando confrontano leggi orarie ricavate nei propri sistemi di riferimento relativi.

Consideriamo il seguente evento:

Un bambino lancia verso l'alto a velocità v_0y una pallina.

L'osservatore in quiete rispetto al bambino affermerà: -La pallina si innalza verticalmente fino a fermarsi e successivamente riucade al suolo-.

L'osservatore sul barcone affermerà: -La pallina è lanciata verso l'alto in modo da muoversi seguendo una traiettoria parabolica il bambino si muove in modo da riprendere la stessa quando ricadrà-.

Le leggi orarie per l'osservatopre in quiete, premettendo che il bambino è in quiete nel punto P(k_x;k_y;0) allora nel susseguirsi degli istanti temporali:

Con le leggi di trasformazione è possibile passare dal punto di vista dell'osservatore in quiete a quello dell'osservatore in moto e in generale analizzare quando descritto da osservatori in moto relativo uniforme gli uni rispetto agli altri.

Tutti fanno riferimento all'osservatore assoluto in quiete e in grado di osservare ciò che realmente accade.

 

Galileo è stato costretto ad ipotizzare l'esistenza dell'osservatore assoluto, quale osservatore privileggiato in grado di verificare quali altri sistemi di riferimento siano inerziali, ossia in grado di verificare il principio d'inerzia.

Come ha correttamente messo in evidenza Einstein non ha senso ipotizzare l'esistenza di un osservatore assoluto.

Se esistesse, non potrebbe mai rendersi conto di essere in quiete, poiché osservando tutti gli altri in moto, sarebbe convinto di essere anche lui in moto.
Come si dovrebbe operare per definire i sistemi inerziali, gli unici deputati ad osservare correttamente quello che avviene nell'universo.