Referensramar

Referensramar, eller referenssystem, är uppsättningar av koordinater och tidsmått som används för att beskriva positioner, tider och rörelser hos fysiska objekt. Valet av referensram bestämmer hur observationer formuleras och hur storheter som hastighet, acceleration och tid upplevs av en observatör. I klassisk mekanik delas referensramarna ofta in i inertiala och icke-inerta ramar.

En inertial referensram rör sig med konstant hastighet i förhållande till andra inertialramar och låter Newtons lagar fungera utan fictitious forces. I en icke-inertial ram, till exempel ett accelererande fartyg eller en roterande jord, uppstår fictitious forces som observeras som extra krafter.

Galilei-transformationer beskriver hur rum och tid uppfattas av olika inertialramar i klassisk mekanik (x' = x − vt, t' = t). I speciell relativitet används Lorentz-transformationer och olika observatörer kan uppleva olika tidsupplevelser; tidsdilatation och längdkontraktion följer. Allmän relativitet bygger på lokal inertialitet i varje punkt i rumtiden, men gravitationen beskrivs som kurvad rumtid i stället för en vanlig kraft.

Användningar av referensramar finns inom mätningar i laboratorium, astrofysik och navigation. Exempelvis kräver GPS att tid och position beräknas i flera referensramar och korrigeringar tillämpas för relativistiska effekter. I vardagsspråk används ofta begreppet referensram för att beskriva situationens synvinkel: i olika ramar kan samma händelse tolkas olika, men de grundläggande lagarna förblir desamma när de tillämpas korrekt i en given ram.