Görelilik ilkesi
Fizikte görelilik ilkesi, fizik kanunlarını açıklayan denklemlerin tüm referans çerçevelerinde aynı olması gerekliliğidir.
M.Ö. 300 yılında Yunan filozof Aristoteles, ağır nesnelerin ağır olmayan nesnelerden daha hızlı düştüğünü düşündü. Aristoteles'in doğa bilimi 2000 yıl boyunca Batı düşüncesinde en popüler bilim dalı olmuştur.
1600 yılında İtalyan astronom Galileo Galilei, tüm cisimlerin aynı ivmeyle düştüğünü kanıtladı. Bu nedenle, bir cisim sabit ivmeyle ne kadar uzun süre hareket ederse, son hızı da o kadar hızlı olur. Ayrıca, her biri farklı kütleye sahip farklı cisimler boşlukta aynı yükseklikte dururken (ilk hız sıfırdır) bırakılırsa, kütlelerine bakılmaksızın hepsi aynı hızda yere çarpacaktır. Galileo'nun deneysel keşifleri ve Newton tarafından matematiksel olarak geliştirilen Hareket Yasaları modern bilimi doğurmuştur.
Galileo'nun görelilik ilkesi "Mekanik yollarla hareket ettiğimizi ya da hareketsiz kaldığımızı söylemek mümkün değildir" der. Eğer iki tren aynı yönde aynı hızla hareket ediyorsa, her iki trendeki bir yolcu trenin hareket ettiğini fark edemeyecektir. Ancak, yolcu sabit bir referans çerçevesi, dünya gibi sabit bir nokta alırsa, o zaman her iki trenin de hareketini fark edebilecektir. Başka bir şey, eğer bir kişi dünyanın üzerinde durursa, onun hareket ettiğini göremeyecektir.
Bu ilke sadece gözlemden alınmıştır. Örneğin, uçakla sabit bir hızda seyahat ediyorsak, özel bir şey fark etmeden uçağın içinde yürüyebiliriz.
Pratik açıdan bakıldığında bu, Newton'un hareket yasalarının tüm eylemsiz sistemlerde geçerli olduğu anlamına gelir, yani hareketsiz olanlar veya hareketsiz olduğu düşünülen birine göre sabit hızla hareket edenler. Bu eylemsizlik yasasıdır: hareketsiz bir cisim hareketsiz kalmaya devam eder ve hareket halindeki bir cisim dış bir kuvvet tarafından etkilenmediği sürece düz bir çizgide hareket etmeye devam eder. Galile koordinat sistemi, eylemsizlik yasasının geçerli olduğu bir sistemdir. Galileo ve Newton'un mekanik yasaları Galile koordinat sisteminde geçerlidir. Eğer K bir Galile koordinat sistemi ise, o zaman diğer her K' sistemi, K'ya göre hareketsiz duruyorsa ya da eylemsizlik yasasına göre hareket ediyorsa bir Galile koordinat sistemidir.
Eğer K', K'ya göre eylemsizlik yasasına göre hareket eden bir koordinat sistemi ise ve dönme özelliği yoksa, doğa yasaları K'da olduğu gibi K''da da aynı genel ilkelere uyar.Başka bir deyişle, bir m kütlesi bir Galile koordinat sistemi K'ya göre düz bir çizgide hareketsizse veya sabit ivmeyle hareket ediyorsa (sabit ivme sıfıra eşit olabilir, bu durumda hız sabit kalır), eylemsizlik yasasının K' sisteminde geçerli olması koşuluyla (başka bir deyişle, Galile koordinat sistemi olması koşuluyla) ikinci bir koordinat sistemi K''ya göre de hareketsiz olacak veya düz bir çizgide sabit ivmeyle hareket edecektir.
Bu nedenle, sabit hızda hareket eden bir sistemde bir etki gözlemlemek istiyorsak, Newton yasalarını doğrudan uygulayabiliriz. Eğer hareketli sistem hızlanırsa (ya da biz ona göre hızlanırsak, dünyadan yıldızlara bakmak gibi) o zaman bu etkiyi telafi etmek için hayali kuvvetleri devreye sokmamız gerekecektir.
Bu hayali kuvvetler merkezkaç kuvveti ve coriolis kuvveti olarak adlandırılır.
Newton'un Hareket Yasaları, ışık hızına kıyasla yavaş olan hızlar için mekanik olarak doğrudur. Işık hızına yaklaşan hızlar için Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi'nin keşiflerini uygulamak gerekir.
Fizikçiler evrende mekanik olarak neler olduğunu tanımlamak için kütle, uzunluk ve zamanı kullanırlar. Galileo ve Newton'un fiziğinde bu nicelikler evrenin her yerinde aynı kalır.
Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi ile bu büyüklükler değişebilir.
İlgili sayfalar
- Genel görelilik kuramı
- Özel görelilik
Sorular ve Yanıtlar
S: Görelilik İlkesi nedir?
C: Görelilik İlkesi, fizik yasalarını tanımlayan denklemlerin tüm referans çerçevelerinde aynı olduğunu belirtir.
S: Bu ilkeyi ilk kim ortaya atmıştır?
C: Yunan filozof Aristoteles bu ilkeyi ilk olarak M.Ö. 300 yılında ortaya atmıştır.
S: Galileo Galilei neyi kanıtladı?
C: Galileo Galilei, kütlelerine bakılmaksızın tüm nesnelerin aynı ivmeyle düştüğünü kanıtladı.
S: Galileo'nun keşifleri modern bilimi nasıl doğurdu?
C: Galileo'nun keşifleri ve Newton'un matematiksel olarak geliştirilen Hareket Kanunları modern bilimi doğurmuştur.
S: İki trenin aynı yönde aynı hızda hareket etmesi ne anlama gelir?
C: Eğer iki tren aynı yönde aynı hızda hareket ediyorsa, her iki trendeki bir yolcu trenin hareket ettiğini fark edemeyecektir. Ancak, sabit bir referans çerçevesi alırlarsa (Dünya gibi), hareketini fark edebileceklerdir.
S: Hızlar ışık hızına yaklaştığında Newton Kanunları nasıl uygulanır?
C: Hızlar ışık hızına yaklaştığında, Newton'un Hareket Yasaları yerine Einstein'ın Özel Görelilik Teorisini uygulamak gerekir, çünkü bu yasalar sadece ışık hızına kıyasla yavaş olan hızlar için mekanik olarak doğru kalır.
