Referencial inercial: diferenças entre revisões
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→Referencial inercial newtoniano: tentei adequar ao livro de estilo (fiz, entre outras, mudanças onde havia o uso de primeira pessoa), espero que tenha ficado bom |
→Referenciais não inerciais: livro de estilo |
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==Referenciais não inerciais==
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Referenciais inerciais e não inerciais podem ser distinguidos pela ausência ou presença de forças fictícias, como explicado brevemente.<ref name=Rothman>{{Citar livro |título=Discovering the Natural Laws: The Experimental Basis of Physics |autor= Milton A. Rothman |página=23 |url=http://books.google.com/books?id=Wdp-DFK3b5YC&pg=PA23&vq=inertial&dq=reference+%22laws+of+physics%22&lr=&as_brr=0&source=gbs_search_s&cad=5&sig=ACfU3U33YE3keeD7lDVtQvt-ltW87Lsq2Q
|isbn=0486261786 |editora=Courier Dover Publications |ano=1989 }}</ref> A presença de forças fictícias indica que as leis físicas não são as leis mais simples disponíveis, então, em termos do princípio da relatividade especial, um referencial onde forças fictícias estão presentes não é um referencial inercial.
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Corpos em referenciais não inerciais ficam sujeitos às chamadas forças ''fictícias'' (pseudo-forças); isto é, [[força]]s proveniente da aceleração do próprio referencial e não de forças físicas atuando no corpo. Exemplos de forças fictícias são a [[força centrífuga]] e a [[força de Coriolis]] em referenciais girantes.
Para a questão de como pode-se decidir que o referencial girante é um referencial não inercial há duas abordagens: uma abordagem é olhar para a origem das forças fictícias (a força de Coriolis e a força centrífuga). Percebe-se que não há fontes para essas forças, nenhum corpo originando-as.<ref name=note2>Por exemplo, não há nenhum corpo fornecendo uma atração gravitacional ou elétrica.</ref> Uma segunda abordagem é a olhar para uma variedade de referenciais. Para qualquer referencial inercial, a força de Coriolis e a força centrífuga desaparecem, então a aplicação do princípio da relatividade especial seria identificar estes referenciais onde as forças desaparecem como partilhantes das mesmas e mais simples leis da física, e, por conseguinte, que o referencial girante não é inercial.
O próprio Newton examinou esse problema usando esferas rotantes, como mostrado na Figura 2 e na Figura 3. Ele argumentou que se as esferas não estão rodando, a tensão na corda é medida como zero em ''todos'' os referenciais.<ref name=tension>Isto é, a universalidade das leis da física requer que essa tensão seja a mesma para todos. Por exemplo, não pode acontecer que a corda se rompa sob tensão elevada em um referencial e permaneça intacta em outro referencial.</ref> Se as esferas apenas ''aparentam'' rodar (isto é, estamos observando esferas estacionárias, de um referencial rotante), a tensão nula na corda é respaldada pela observação de que a força centrípeta é fornecida pelas forças centrifuga e de Coriolis em combinação, logo nenhuma tensão é necessária. Se as esferas realmente estão rodando, a tensão observada é exatamente a força centrípeta exigida pelo movimento circular. Assim, a medição da tensão na corda identifica o referencial inercial: é o que onde a tensão na corda é exatamente a força centrípeta exigida pelo movimento ''da maneira que ele é observado naquele referencial'', e não um valor diferente. Isto é, o referencial inercial é o que onde as forças fictícias desaparecem. ▼
▲O próprio Newton examinou esse problema usando esferas rotantes, como mostrado na Figura
Muito para as forças fictícias devido a rotação. Porém, para a aceleração linear, Newton expressou a ideia de indectabilidade de acelerações em linha reta realizadas da mesma maneira:<ref name=Principia/>
{{Quotation|Se corpos, movendo-se de qualquer modo entre si mesmos, são impelidos na direção de linhas paralelas por forças que causem acelerações iguais, continuarão todos a se mover entre si, do mesmo modo que se não fossem impelidos por tais forças. |Isaac Newton: ''Principia'' Corolário VI}}
Esse princípio generaliza a noção de referencial inercial. Por exemplo, um observador confinado em um elevador em queda livre afirmará que ele próprio é um referencial inercial válido, mesmo que ele esteja sendo acelerado pela gravidade, desde que ele não tenha qualquer conhecimento sobre qualquer coisa fora do elevador. Então, aparte considerações acerca da existência real ou não de um estado de [[imponderabilidade]] aos rigores da definição, referencial inercial é um conceito relativo. Com isto em mente,
Ressalva-se que para essas ideias serem aplicáveis, ''tudo'' observado no referencial tem que estar sujeito a uma aceleração igual, compartilhada pelo próprio referencial. Essa situação se aplicaria, por exemplo, para o exemplo do elevador, onde todos os objetos estão sujeitos a mesma aceleração gravitacional, e o próprio elevador está sendo acelerado na mesma taxa, de forma que nenhuma experiência realizada em qualquer dos citados referenciais permita concluir sob estes estarem ou não acelerado frente a algum referencial privilegiado. Tal princípio é mais tarde estendido por Einstein no que convencionou-se nomear por [[princípio da equivalência]], sendo este princípio o ponto de partida na busca de uma teoria totalmente covariante frente à mudanças de referencial, ou seja, na busca da [[covariância geral]], que terá por fruto a [[relatividade geral]].
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