الفرق بين المرجع الغاليلي المثالي والمرجع الغاليلي التقريبي : الجزء الثاني

مرجع غاليلي حقيقي كما تصوره نيوتن لا يوجد في الحقيقة:

المرجع الغاليلي الحقيقي هو مرجع ساكن سكون مطلق في الفضاء حيث لا توجد اي قوة على الاطلاق تؤثر فيه يعني معزول ميكانيكيا وسيبقى في حالة سكون الى الابد واي جسم تضعه في هذا المرجع سيبقى يطفو في فضاء هذا المرجع دون ان يسقط على الارضية او يتحرك الى اي مكان، سيكون هذا الجسم بالنسبة الى هذا المرجع في حالة سكون مطلق لا تؤثر فيه اي قوة ميكانيكية خارجية ولا يستطيع ان يتحرك من تلقاء نفسه ويعتبر هذا الجسم في حالة السكون المطلق. وهذا مستحيل فيزيائيا لأنه مجرد تصور خيالي للمرجع الغاليلي المثالي. لأنه كما نعلم لا شيء يوجد في الكون في حالة سكون مطلق نستطيع ان ننسب اليه الحركة. كل شيء في الكون يتحرك كما اننا نعلم كذلك وجود الجاذبية في كامل ارجاء الكون مما يجعل اي جسم وضعناه في الفضاء سيبدأ بالتحركة نتيجة تأثير قوة الجاذبية!

ما المعمول اذن هل نستطيع تحقيق مرجع غاليلي حقيقي (مثالي) حيث اذا وضعنا فيه جسم لا تؤثر عليه اي قوة خارجية؟؟

هذا مستحيل في كوننا!

افترض نيوتن ان المرجع الارضي مرجع قصوري* (غاليلي) مع اضافة شيء بسيط هو ان في هذا المرجع توجد قوة جذب مما يجعل ان المرجع القصوري يجب اعادة تعريفه بصفة تقريبية حسب الحقيقة التي نعيش فيها. وبما اننا لا يمكن تحقيق العزل الميكانيكي سوف نعتبر ان الاجسام ستكون فقط شبه معزولة ميكانيكيا* وهذا ممكن فيزيائيا ولا يمكن ان نعتبرها معزولة ميكانيكيا*!

ماذا يعني هذا ؟

يعني ان الجسم سوف تكون مؤثرة عليه قوى ميكانيكية خارجية بشرط ان يكون مجموعها يساوي الصفر وسوف نعتبر كذلك ان اي مرجع اخر في حالة حركة مستقيمية منتظمة بالنسبة لهذا المرجع فهو مرجع غاليلي كذلك.

مثال

عندما اعتبرنا ان الارض مرجع غاليلي فإذا كان شخص واقف على الارض في حالة توازن (سكون بالنسبة للأرض) فالقوى المؤثرة عليه هي قوة الجاذبية نحو الاسفل زائد قوة تأثير السطح نحو الاعلى ويكون مجموعمها يساوي صفر. اذن الشخص في حالة توازن يعني ساكن نسبيا اي ساكن فقط بالنسبة الى الارض. نستطيع ان نقول في هذه الحالة ان الشخص شبه معزول ميكانيكيا.

هذا الشخص يشعر انه في حالة سكون مطلق على الارض لأنه لا يشعر بأي قوة تؤثر عليه.

لكن هل هذا حقيقي؟

الشخص يشعر انه ساكن فقط لأنه لا يشعر بحركة الارض ولا يرى ان الارض تتحرك اصلا فهو اذن ساكن فقط بالنسبة الى الارض!

اما اذا افترضنا ان هناك شخص آخر خارج الكرة الارضية ويشاهد الشخص من الفضاء سوف يراى الشخص يتحرك بسرعة الارض بالنسبة للشمس باعتبار ان الشمس مرجعا غاليليا. اذن الشخص الذي كان يظن انه ساكن فهو في الحقيقة ليس كذلك بل فقط لأنه شبه معزول ميكانيكيا ولا يرى ان الارض تتحرك اعتقد انه ساكن. اذن هو ليس ساكن بل في حركة مستقيمية منتظمة بالنسبة للشمس نعتبر هنا ان حركة الارض مستقيمية منتضمة فقط لأن مسار الارض كبير جدا ويمكن اعتباره في كل مدة زمنية قصيرة انها مستقيمية ومنتضمة.

ونفس الشيء يمكن ان يحدث لشخص مثلا داخل حافلة تسير بسرعة مستقيمية ومنتضمة وبدون نوافذ فأي شخص يوجد داخل الحافلة لا يستطيع ان يعلم هل الحافلة تتحرك ام هي في حالة سكون لأن الشخص داخلها شبه معزول ميكانيكيا والحافلة تعتبر مرجع قصوري ونستطيع تطبيق مبدأ القصور داخلها.

نحن نعلم انه لا يوجد اي جسم على وجه الكون في حالة سكون مطلق!

كل شيء في الكون اما يتسارع (تغير في اتجاه السرعة او تغير في منظمها او هما معا) او في حالة حركة مستقيمية منتظمة فلا وجود للسكون المطلق على الاطلاق فالسكون الذي نعلمه هو سكون نسبي.

عندما نقول ان الجسم في توازن نقصد بذلك انه ساكن بالنسبة لمرجع معين ولكن يمكن ان يكون في حالة حركة بسرعة مستقيمية منتظمة بالنسبة لمرجع اخر.

نقصد بقصوري في المنشور غاليلي لأن اي مرجع غاليلي يتحقق فيه مبدأ القصور ولهذا فغاليلي وقصوري تعني نفس الشيء.
معزول ميكانيكيا: الجسم لا تؤثر عليه اي قوى ميكانيكية خارجية وهذا مستحيل واقعيا وغير موجود في الحقيقة.
شبه معزول ميكانيكيا: الجسم تؤثر عليه قوى ميكانيكية خارجية ولكن مجموعها يساوي صفر وهذا ممكن واقعي

تحرير: شعيب المستعين El Moustaine Choaib