Главная > Физика > Введение в теорию относительности
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

«Лифт» Эйнштейна.

Для иллюстрации эквивалентности инерцлальной и неинерциальной систем отсчета Эйнштейн привел в пример человека, помещающегося в кабине лифта. Пока лифт покоится, человек может одним из обычных методов определить напряженность гравитационного поля на поверхности земли, которая приблизительно равна . Он может это сделать, измеряя, скажем, время, в течение которого тело падает на пол с высоты 100 см. Напряженность гравитационного поля в этом случае равна

Предположим, что человек в лифте не имеет возможности получать информацию извне. Вместо того чтобы сделать заключение, что он и кабина находятся в покое в гравитационном поле, он может рассуждать также следующим образом: „Все тела в кабине испытывают ускорение в пока они не будут остановлены столкновением с другими телами или с полом кабины. Так как это ускорение не зависит от индивидуальных характеристик испытуемых тел, то непохоже, что ускорения соответствуют реальным силам, которые действуют на эти тела.

Вероятно, моя система отсчета (связанная с кабиной) не является инерциальной системой, а по каким-то мне неизвестным причинам движется вверх относительно инерциальной системы с ускорением в . Те тела внутри кабины, которые, хотя бы временно, не принуждены участвовать в этом ускоренном движении, подчиняются закону инерции и отстают от этого движения, пока не наталкиваются на пол кабины.

Представим себе теперь, что трос подъемника оборвался, и что кабина, не снабженная автоматически останавливающим приспособлением, свободно падает в гравитационном поле земли. Во время этого падения тела внутри кабины испытывают такое же ускорение, как и сама кабина, и поэтому не ускоряются относительно нее. Наблюдатель внутри кабины может это интерпретировать так, что ускорение кабины прекратилось и что его система отсчета стала инерциальной.

С другой стороны, можно рассмотреть и более фантастический „мысленный эксперимент. Пусть кабина помещена в область пространства, где нет гравитационного поля. Если кабину предоставить самой себе и если она не вращается вокруг оси, проходящей через ее центр инерции, она будет представлять собой инерциальную систему. Предположим теперь, что кто-то начинает тянуть с постоянной силой трос, прикрепленный к потолку кабины. Тогда кабина перестает быть инерциальной системой. Если тело внутри кабины не находится в контакте с другими телами, оно, подчиняясь закону инерции, будет отставать от ускоряющейся кабины, т. е. оно будет, так сказать, «падать» на пол. Человек в кабине может ошибиться и приписать ускорение испытуемых тел действию гравитационного поля.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление