układ odniesienia

układ odniesienia,

fiz. ciało lub układ ciał, względem których określa się położenie i zmianę położenia (ruch, fiz. ) obiektów fiz. (ciał lub pól fizycznych).

Z u.o. wiąże się układ współrzędnych (który może być wybrany na różne sposoby), umożliwiający przypisanie każdemu punktowi czasoprzestrzeni uporządkowanej czwórki liczb, tzn. czasu i współrz. przestrzennych tego punktu. W mechanice nierelatywistycznej — jeśli początek u.o. U' porusza się względem u.o. U z prędkością ₀ i przyspieszeniem ₀ i osie układu U' obracają się względem układu U z prędkością kątową i przyspieszeniem , to prędkość i przyspieszenie punktu materialnego względem układu U wyrażają się przez odpowiednie wielkości ' i ' względem układu U' wzorami:

= ' + ₀ + × ',

= ' + ₀ + 2 × ' + × ( × ') + × ', gdzie ' — wektor położenia punktu materialnego w układzie U'; trzeci wyraz po prawej stronie wzoru na przyspieszenie reprezentuje przyspieszenie Coriolisa (siła Coriolisa), a czwarty — przyspieszenie dośrodkowe.

W mechanice zasadniczą rolę odgrywają układy inercjalne, czyli układy, w których ciała izolowane i odosobnione poruszaja się ruchem jednostajnym i prostoliniowym (I zasada dynamiki, Newtona zasady dynamiki), a związek między opisem w różnych inercjalnych u.o. dany jest przez przekształcenia Lorentza. Prawa mechaniki są identyczne we wszystkich inercjalnych u.o. Jednak dobór u.o. i układu współrzędnych, choć w zasadzie dowolny, jest w praktyce dyktowany dążeniem do uzyskania możliwie najprostszego opisu ruchu. Na przykład w opisie zderzeń stosuje się często układ środka masy; jest to u.o., w którym całkowity pęd układu ciał jest równy zeru; inaczej mówiąc środek masy układu ciał spoczywa względem tego u.o. W ogólnej teorii względności wszystkie u.o. i wszystkie układy współrzędnych są równouprawnione.