referenssikehystä

Referenssikehys on fysiikassa koordinaatisto tai järjestelmä, jonka avulla määritellään kappaleiden sijainnit, nopeudet ja kiihtyvyydet. Usein referenssikehys liittyy havaitsijaan tai johonkin kiinteään kappaleeseen, kuten maanpintaan. Liikkeen kuvaus on suhteellista: sama ilmiö näyttää erilaiselta riippuen siitä, millaisesta kehystä sitä tarkastellaan.

Inertiaalinen referenssikehys on kehys, jossa Newtonin lait ovat voimassa ilman fiktiivisiä voimia. Kiihtyvyydellinen kehys on ei-inertiaalinen, jossa esiintyy fiktiivisiä voimia, kuten Coriolis-voima ja keskipakoisvoima.

Muunnoksista: klassisessa mekaniikassa käytetään Galilein muunnoksia: x' = x - v t, t' = t. Erityisessä suhteellisuudessa käytetään Lorentzin muunnoksia: t' = γ(t - v x / c^2), x' = γ(x - v t), y' = y, z' = z, missä γ = 1/√(1 - v^2/c^2).

Yleinen suhteellisuus katsoo gravitaation spacetime‑kaareutumisena; paikallisesti voidaan käyttää inertiaalista kehystä, mutta suuret massat ja kiihtyvyydet vaativat yleisen suhteellisuuden koordinaattimuunnoksia.

Referenssikehystä käytetään laajasti fysiikassa ja teknisissä sovelluksissa, kuten mekaniikassa, elektromagnetismissa ja navigoinnissa. Esimerkiksi GPS‑järjestelmä vaatii sekä erityisen että yleisen suhteellisuuden korjauksia, jotta sijainti voidaan määrittää tarkasti liikkuvien satelliittien ja Maapallon kehien suhteen.