We are all familiar with the effect

We are all familiar with the effects of centrifugal force, we experience it for example every time we are in a car and take a bend - we feel a force pushing us to the outside of the curve. If, for example, you have placed your sunglasses on the seat next to you it would come as no surprise if, when taking a sharp bend at speed, they slide across the seat.

Centrifugal force is sometimes referred to as a 'fictitious' force, because it is present only for an accelerated object and does not exist in an inertial frame. An inertial frame is where an object moves in a straight line at a constant speed. But Einstein's general theory of relativity allows observers even in a non-inertial frame to regard themselves at rest, and the forces they feel to be real. Centrifugal force is not fictitious, it is a real force.

Centrifugal force arises due to the property of mass known as inertia - the reluctance of a body to change either its speed or direction. A body that is at rest will stay at rest until some force makes it move, and then will continue to move at the same speed and in the same direction unless and until some force changes the way it is moving. This is all neatly summed up by Isaac Newton's three laws of motion.

I. Every object in a state of uniform motion tends to remain in that state of motion unless an external force is applied to it. (This is sometimes referred to as The Law of Inertia)

II. The relationship between an object's mass m, its acceleration a, and the applied force F is F = ma.

III. For every action there is an equal and opposite reaction.

We can illustrate 'inertial frames' by using the example of an astronaut in a space ship. Let's imagine that we have an astronaut aboard a space ship that has no windows, and we are at the controls to which our astronaut has no access to. We ask our astronaut to perform any experiment that he may wish in order to determine if the spaceship is moving or at rest. We start our experiment with the ship at rest and ask our astronaut if we are moving. He replies that he is in zero gravity floating around the ship and is unable to detect any feeling of movement, and that by carrying out various tests - such as measuring a swinging pendulum, he is still unable to detect any movement and concludes that we must be at rest. We then fire up the engine and accelerate through space, and keep accelerating, and again ask if we are moving. This time our astronaut is certain that we are accelerating, he is forced to the back of the ship, by inertia, and the more we accelerate the stronger this force becomes. If he drops an object it will 'fall' to the rear of the ship, which has now - as far as he is concerned - become the 'floor'. If we judge our speed of acceleration just right, we can create a force that is exactly equal to the force of gravity, known as 1G, and this is indistinguishable from gravity in every respect. No matter what experiment our astronaut performs, it would be impossible to tell if he is in a vehicle accelerating at 1G, or stationary on the surface of the Earth. This is the basis of Einstein's general theory of relativity, that the effects of acceleration are indistinguishable from the effects of a uniform gravitational field. This is known as the 'equivalence principle' and results from the equivalence between gravitational mass and inertial mass.

We now start to slow down our space ship, as we can see a speed camera coming up, and again ask our astronaut if we are moving. Again he replies that we are definitely moving, as the sudden slowing down caused him to be thrown forward and collide with the front bulkhead, and he mutters something to the effect that as his nose is bleeding and he is pressed flat against the bulkhead he doesn't feel it necessary to perform any experiments to confirm our movement.

We now stop decelerating and allow the ship to coast along at a uniform speed of 100,000 mph, which is now well within the legal speed limit for this part of space. We ask our astronaut once more if we are moving, and he replies that as far as he is able to tell while freely floating around in a zero gravity environment, that we are not moving.

Our little experiment has demonstrated that if the ship is travelling at a uniform speed in a uniform direction it is not possible, by any means whatsoever, to determine whether or not it is moving, It is only when the ship changes speed, either by accelerating or decelerating that the movement becomes apparent.

So what happens if we change direction instead of changing speed? Let's return to our space ship and find out. We accelerate back to 100,000 mph and maintain this speed and direction, at which point our astronaut with the sore nose is again in 'free fall' - a state of weightlessness - and unable to detect any motion. We now put our space ship into a tight turn to the right and hold the curve, and ask our astronaut if we are moving. He replies that as he is pressed hard against the left side of the ship we must be moving, and adds that as he knows that the space ship is unable to move sideways, it cannot be accelerating in the opposite direction to the force, so it must be turning to the right.

So far so good, all pretty straight forward stuff really, so what's the problem?

The problem is that we have seen that centrifugal force is a result of inertia, an object's resistance to a change in direction. When the space ship turned to the right the astronaut tried to keep going in the original direction, straight ahead, and so was forced to the left side of the ship. That makes sense, it is perfectly understandable according to Newton's first law of motion. But let's consider another movement that we can introduce using our space ship, let's rotate it about its axis.

If we now rotate our space ship about its axis, give it a spin, what happens to our astronaut? He will again be pressed against the side of the ship, providing he is in contact with it and moving with it. The question is WHY is he pressed against the side of the ship? The ship is not accelerating, nor is it changing direction, and the rate of spin can be kept constant, but centrifugal force will keep our astronaut firmly pinned against the side of the ship for as long as it continues to spin.

We can illustrate the central problem of explaining the nature of centrifugal force by examining how a spin drier removes water from clothes. We put wet clothes in, turn the machine on, and the drum spins around at high speed throwing out the water due to centrifugal force. Simple. The question is how do the clothes 'know' that they are spinning? Easy, you say, the drum is spinning in relation to the drier, and the clothes rotate with the drum. If only it were that simple!

We can imagine an arrangement whereby the drum, and hence the clothes, are kept stationary while the drier rotates rapidly about the drum, the opposite to what normally happens of course. Now if the drum rotating in relation to the drier was all that was required for centrifugal force to draw the water out, then this arrangement would work in exactly the same manner as the more conventional arrangement. You do not, however, need to be a rocket scientist to be able to tell that this arrangement would not dry the clothes! This very effectively destroys the argument that the clothes know they are rotating because of their movement in relation to the drier. The movement must be a movement in relation to something else. The next logical step is to argue that in the last example it was obvious that the drum was not really moving, only the drier was, so let's extend the area. This time we will imagine the drum remaining still, just as before, but this time we will rotate not only the drier, but the entire room, around the drum. Will that make any difference? Again we can see that this arrangement wouldn't work either, because from our vantage point from outside the room we can see that the drum isn't 'really' rotating. This does present a problem though. Imagine that we have constructed a large spin drier and we sit inside the drum and the door is closed behind us. The drum again stays still but the drier, and the entire room rotate about us. The view that we see through the door would make us feel quite dizzy, but we would know that we are not moving because we would feel no forces acting upon us, we would not be pressed against the sides of the drum.

If we now return to our astronaut in the rotating space ship, he was pressed against the sides of the ship, so what is the difference? What in 'empty' space is the space ship rotating in relation to?

Isaac Newton thought about this problem of centrifugal force and came to the conclusion that there must exist a 'preferred frame of reference' in the Universe, defined by absolute space. This is just another way of saying that there must be a special place in the Universe that all motion can be related to. If this is the case, our wet clothes would know they are rotating, and hence fling out the water, because they are rotating in relation to this special fixed point in the Universe. This would also explain why it would not be possible to 'fool' the clothes into thinking they are rotating by rotating the drier instead. It is interesting to note however, that if we kept extending outward our rotating frame about the stationary drum, eventually the water would be thrown out because the entire universe would be rotating in relation to the drum, which is the exactly the same thing as the universe remaining stationary and the drum rotating! It may be that the same effect would happen if the rotating frame was just our galaxy instead of the entire universe, we don't know.

Enter Ernst Mach, an Austrian philosopher and physicist (1838-1916) whose ideas were to later influence Albert Einstein when he was developing his ideas on the general theory of relativity. It was Einstein who gave the name 'Mach's Principle'. It was in honour of Mach's work on

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราคุ้นเคยทั้งหมดกับผลกระทบของแรงเหวี่ยง เราประสบการณ์อย่างทุกครั้งที่เราอยู่ในรถ และใช้ส่วนโค้ง - เรารู้สึกว่าแรงผลักดันเราด้านนอกโค้ง ถ้า ตัวอย่าง คุณทำแว่นตากันแดดของคุณในนั่งคุณ มันจะมาเป็นแปลกใจถ้า เมื่อการโค้งคมที่ความเร็ว พวกเขาภาพนิ่งระหว่างนั่งแรงเหวี่ยงบางครั้งเรียกว่าแรง 'สมมุติ' เนื่องจากมีอยู่สำหรับวัตถุที่รวดเร็ว และไม่มีอยู่ในตัวเฟรม inertial มีเฟรม inertial ได้ที่วัตถุเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงที่ความเร็วคง แต่ทฤษฎีทั่วไปของไอน์สไตน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทำให้ผู้สังเกตการณ์แม้ในไม่-inertial เฟรมนำพาตัวเองที่เหลือ และกองกำลังที่พวกเขารู้สึกว่าเป็นจริง เหวี่ยงไม่สมมติ มันจะแรงจริงแรงเหวี่ยงเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติของมวลเรียกว่าความเฉื่อย - รายการอาหารของร่างกายการเปลี่ยนแปลงของความเร็วหรือทิศทาง ร่างกายที่เหลือจะพักผ่อนจนกว่าแรงบางอย่างทำให้มันย้าย แล้วจะดำเนินการย้าย ที่ความเร็วเดียวกัน และ ในทิศทางเดียวกันยกเว้น และ จนบางบังคับเปลี่ยนแปลงแบบมีการเคลื่อนไหว นี้มีทั้งหมดอย่างรวม โดยไอแซกนิวตันสามกฎหมายของการเคลื่อนไหวI. ทุกวัตถุในสถานะของการเคลื่อนไหวสม่ำเสมอมีแนวโน้มที่ยังคงอยู่ในสถานะของการเคลื่อนไหวที่เว้นแต่การบังคับภายนอกใช้ได้ (นี้บางครั้งเรียกว่าเป็นกฎหมายความเฉื่อย)II.ความสัมพันธ์ระหว่างของวัตถุมวล m ความเร่ง และการใช้แรง F เป็น F = maIII. สำหรับทุกการกระทำเท่ากัน และตรงกัน ข้ามปฏิกิริยาเราสามารถแสดง 'เฟรม inertial' โดยตัวอย่างของการเป็นนักบินอวกาศในเรือพื้นที่ ลองจินตนาการว่า เราได้เป็นนักบินอวกาศบนเรือเรือพื้นที่ที่ windows ไม่ได้ และเราในการควบคุมที่นักบินอวกาศของเรามีไม่ถึง เราขอให้นักบินอวกาศของเราเพื่อทำการทดลองใด ๆ ที่เขาอาจต้องการกำหนดว่า ถ้าย้ายยานอวกาศ หรือ ที่เหลือ เราเริ่มทดลองของเรา มีเรือที่เหลือ และขอให้นักบินอวกาศของเราถ้า เราจะย้าย เขาตอบว่า เขาเป็นลอยรอบเรือแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ และไม่สามารถตรวจพบความรู้สึกของการเคลื่อนไหว และว่า โดยดำเนินการทดสอบต่าง ๆ - เช่นวัดลูกตุ้ม swinging เขาไม่ตรวจจับการเคลื่อนไหวใด ๆ สรุปว่า เราต้องผ่อน เราแล้ว ไฟขึ้นเครื่องยนต์เร่งผ่านช่องว่าง และให้เร่ง และถามอีกครั้ง ถ้า เราจะย้าย ขณะนี้นักบินอวกาศของเราเป็นแน่นอนว่า เราจะเร่ง เขาถูกบังคับให้กลับเรือ โดยแรงเฉื่อย และยิ่งเราเร่งที่แข็งแรงนี้จะ ถ้าเขาหยดวัตถุมันจะ 'ตก' ด้านหลังของเรือ ซึ่ง - เป็นที่เขาจะกังวล - กลายเป็น 'ชั้น' ถ้าเราตัดสิน เร่งความเร็วของเราทางเราสามารถสร้างกองทัพที่ว่าเท่ากับแรงโน้มถ่วง เป็น 1G และนี้จะจำแนกไม่ได้จากแรงโน้มถ่วงในทุกประการ ไม่ทดลองอะไรทำนักบินอวกาศของเรา มันจะเป็นไปไม่ได้บอกว่า เขาอยู่ในรถเร่งที่ 1 G หรือเครื่องเขียนบนพื้นผิวของโลก นี้เป็นพื้นฐานของของไอน์สไตน์ทฤษฎีทั่วไปของทฤษฎีสัมพัทธภาพ ผลของการเร่งความเร็วใช้จำแนกไม่ได้จากผลกระทบของเขตความโน้มถ่วงสม่ำเสมอ นี้เรียกว่า 'เทียบเท่าหลัก' และผลจากการเทียบเท่าระหว่างมวลความโน้มถ่วงและมวล inertialตอนนี้เราเริ่มต้นชะลอเรือพื้นที่ของเรา เราสามารถดูกล้องความเร็วขึ้นมา และอีกครั้ง ถามนักบินอวกาศของเราถ้า เราจะย้าย อีกครั้ง เขาตอบว่า เราจะเคลื่อนไหวแน่นอน เป็นฉับพลันช้าลงทำให้เขาสามารถโยนไปข้างหน้า และชนกับ bulkhead หน้า และเขา mutters ให้ผลว่า เป็นเลือดออกจมูกของเขา และเขาจะกดแบนกับ bulkhead เขาไม่รู้สึกว่ามันจำเป็นต้องทำการทดลองเพื่อยืนยันการเคลื่อนไหวของเราเราตอนนี้หยุดชะลอตัวลง และอนุญาตให้เรือชายฝั่งตามที่ความเร็วสม่ำเสมอของความเร็ว 100000 ซึ่งขณะนี้ได้เป็นอย่างดีในการจำกัดความเร็วตามกฎหมายสำหรับพื้นที่ส่วนนี้ เรา ถามนักบินอวกาศของเราอีกครั้งว่า เรากำลังจะย้าย เขาตอบที่เป็นที่เขาจะสามารถบอกว่า เราจะไม่เคลื่อนไหวขณะลอยได้อย่างอิสระรอบในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์การทดลองเล็ก ๆ ของเราได้แสดงว่า ถ้าเรือเดินทางที่ความเร็วสม่ำเสมอในทิศทางที่สม่ำเสมอ เป็นไปไม่ได้ ก็เลย เพื่อกำหนดว่า จะย้าย ก็เท่านั้น เมื่อเรือการเปลี่ยนแปลงความเร็ว การเร่ง หรือชะลอตัวลงการเคลื่อนไหวที่ชัดเจนดังนั้น เกิดอะไรขึ้นถ้าเราเปลี่ยนทิศทางแทนการเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือไม่ ลองกลับไปที่เรือพื้นที่ของเรา และค้นหา เราเร่งความเร็ว 100000 ไปรักษานี้ความเร็ว และทิศทาง ซึ่งชี้มนุษย์อวกาศของเรา มีจมูกเจ็บอีกใน 'ฟรีตก' - รัฐ weightlessness - และไม่เคลื่อนไหวใด ๆ เราตอนนี้ใส่เรือพื้นที่ของเราเข้าตาแน่นต้องค้างโค้ง และขอให้นักบินอวกาศของเราถ้า เราจะย้าย เขาตอบว่า เป็นเขากดหนักกับด้านซ้ายของเรือเราต้องย้าย และเพิ่มว่า ตามที่เขารู้ว่าเรือพื้นที่ไม่สามารถย้ายไปด้านข้าง มันไม่ถูกเร่งในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อบังคับให้ ดังนั้นมันต้องจะเปิดทางด้านขวาเลย ทั้งหมดสวยไปข้างหน้าตรงสิ่งจริง ๆ ดังนั้น อะไรคือปัญหาปัญหาคือ ว่า เราได้เห็นว่า แรงเหวี่ยงเป็นผลลัพธ์ของความเฉื่อย ทนต่อการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของวัตถุ เมื่อเรือพื้นที่ต้อง นักบินอวกาศที่พยายามเก็บไปในทิศทางเดิม ตรงหน้า และดังนั้น ถูกบังคับให้ด้านซ้ายของเรือ ที่เหมาะสม เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ตามกฎหมายแรกของนิวตันของการเคลื่อนไหว แต่ลองพิจารณาความเคลื่อนไหวอื่นที่เราสามารถแนะนำการใช้เรือของเราพื้นที่ ลองหมุนเกี่ยวกับแกนของมันถ้าเราหมุนเรือพื้นที่ของเราเกี่ยวกับแกนของมันตอนนี้ ให้มันหมุนรอบ เกิดอะไรขึ้นกับนักบินอวกาศของเรา เขาจะอีกกดกับด้านข้างของเรือ ให้เขาอยู่กับมัน และการย้ายด้วยการ คำถามคือ ทำไมเขากดกับด้านข้างของเรือ เรือกำลังเร่ง ขึ้น หรือจะเปลี่ยนทิศทาง และสามารถจัดเก็บอัตราการหมุนคง แต่แรงเหวี่ยงจะทำให้นักบินอวกาศเรามั่นตรึงไว้กับด้านข้างของเรือในตราบใดที่มันยังหมุนเราสามารถแสดงปัญหากลางอธิบายธรรมชาติของแรงเหวี่ยงโดยตรวจสอบการหมุนที่แห้งเอาน้ำจากผ้า เราใส่เสื้อผ้าเปียกใน เปิดเครื่อง และกลองหมุนรอบที่ความเร็วสูงที่ขว้างปาน้ำเนื่องจากแรงเหวี่ยง ง่าย ๆ คำถามคือ ทำเสื้อผ้า 'รู้' ว่า พวกเขากำลังปั่น ง่าย คุณพูดว่า กลองจะปั่นเกี่ยวกับ drier ที่ และเสื้อผ้าหมุนดรัม ถ้าเพียงได้ง่าย ๆเราสามารถจินตนาการการจัดเรียงโดยกลอง และดังนั้น เสื้อผ้า เก็บเครื่องเขียนขณะ drier ที่หมุนอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับกลอง ตรงข้ามกับสิ่งปกติเกิดขึ้นแน่นอน ตอนนี้ ถ้าดรัมหมุนเกี่ยวกับ drier ที่มีทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับเหวี่ยงตักน้ำออก แล้วจัดเรียงนี้จะได้ตรงอย่างเดียวเป็นการจัดเรียงทั่วไปมากขึ้น อย่างไรก็ตาม คุณ ไม่จำเป็นต้อง เป็นนักวิทยาศาสตร์จรวดจะสามารถบอกได้ว่า การจัดเรียงนี้จะแห้งเสื้อผ้า นี้ทำลายอาร์กิวเมนต์ที่ทราบว่า เสื้อผ้าพวกเขาจะหมุนเนื่องจากการเคลื่อนไหวของพวกเขาเกี่ยวกับ drier ที่ มีประสิทธิภาพมาก การเคลื่อนไหวต้องเคลื่อนไหวให้สัมพันธ์กับสิ่งอื่น ขั้นตอนทางตรรกะถัดไปคือการ โต้แย้งว่า ในตัวอย่างจะเห็นได้ชัดว่า กลองไม่เคลื่อนไหวจริง ๆ drier เท่าที่มี ขยายพื้นที่กัน เวลานี้เราจะคิดกลองเหลือเพียง ยังคงเป็นก่อน แต่เวลานี้เราจะหมุนไม่เพียง drier ที่ แต่ทั้งหมดห้องพัก สถานกลอง ที่จะได้ผลหรือไม่ อีกครั้ง เราจะเห็นว่า การจัดเรียงนี้จะไม่ทำงาน เพราะจากจุดชมวิวของเราจาก ภายนอกห้องเราสามารถเห็นได้ว่า กลองไม่ได้ 'จริงๆ' หมุน นี้นำเสนอปัญหาว่า สมมติว่า เราจะสร้างปุ่มหมุนขนาดใหญ่แห้ง และเรานั่งภายในดรัม และปิดประตูหลังเรา กลองอีกอยู่แต่ drier ที่ยังคง และห้องพักทั้งหมดหมุนเกี่ยวกับเรา มุมมองที่เราเห็นผ่านประตูจะทำให้เรารู้สึกเวียนหัวมาก แต่เราจะรู้ว่า เรากำลังจะย้าย เพราะเราจะรู้สึกว่ากองทัพไม่ทำหน้าที่พวกเรา เราจะไม่กดกับด้านข้างของกลองถ้าตอนนี้เรากลับไปของนักบินอวกาศในเรือพื้นที่หมุน เขากดกับด้านข้างของเรือ จึงต่างกัน อะไรใน ''ว่างเป็นเรือพื้นที่หมุนการไอแซกนิวตันคิดเกี่ยวกับปัญหานี้ของแรงเหวี่ยง และมาถึงข้อสรุปว่า ต้องมี 'ต้องแนว' ในจักรวาล กำหนด โดยพื้นที่แน่นอน นี้เป็นเพียงอีกวิธีของการพูดต้องมีสถานที่พิเศษในจักรวาลที่เคลื่อนไหวทั้งหมดสามารถเกี่ยวข้องกับ ถ้าเป็นกรณีนี้ เสื้อผ้าของเราเปียกจะทราบที่จะหมุน และจึง พุ่งน้ำ เนื่องจากพวกเขาจะหมุนสัมพันธ์พิเศษนี้คงจุดในจักรวาล นี้จะอธิบายทำไมไม่ได้ที่จะ 'หลอก' เสื้อผ้าเป็นความคิดที่มีการหมุน โดยการหมุน drier ที่แทน เป็นที่น่าสนใจหมายเหตุอย่างไรก็ตาม ว่า ถ้าเราเก็บไว้ขยายขาออกของเรากรอบหมุนเกี่ยวกับกลองเครื่องเขียน ในที่สุดน้ำจะถูกโยนออกเนื่องจากจักรวาลทั้งหมดที่จะหมุนเกี่ยวกับกลอง ซึ่งเป็นแน่นอนเหมือนกับที่เหลือกับจักรวาลและการหมุนกลอง มันอาจเป็นผลดีจะเกิดขึ้นถ้าหมุนเฟรมมีเพียงดาราจักรของเราแทนจักรวาลทั้งหมด เราไม่รู้ใส่เอิร์นสท์ Mach นักปราชญ์ชาวออสเตรียและ physicist (1838-1916) ได้ความคิดที่จะ มีอิทธิพลต่ออัลเบิร์ตไอน์สไตน์ในภายหลังเมื่อเขาได้พัฒนาความคิดของเขาในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไอน์สไตน์ให้ชื่อ 'หลักการของเครื่องจักร' ได้ นั้นอยู่ในเกียรติของการทำงานของเครื่องจักร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เราทุกคนคุ้นเคยกับผลกระทบของแรงเหวี่ยงที่เราได้สัมผัสกับมันเช่นทุกครั้งที่เราอยู่ในรถและใช้เวลาโค้ง - เรารู้สึกเป็นแรงผลักดันให้เราออกไปข้างนอกของเส้นโค้ง ตัวอย่างเช่นถ้าคุณได้วางแว่นตากันแดดของคุณบนที่นั่งถัดจากคุณมันจะมาเป็นแปลกใจถ้าเมื่อถ่ายโค้งคมที่ความเร็วพวกเขาเลื่อนผ่านที่นั่ง. แรงเหวี่ยงบางครั้งจะเรียกว่า 'โกหก' แรง เพราะมันมีอยู่เฉพาะสำหรับวัตถุเร่งและไม่ได้อยู่ในกรอบเฉื่อย กรอบเฉื่อยคือที่วัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ แต่ทฤษฎีทั่วไปของ Einstein ของความสัมพันธ์จะช่วยให้ผู้สังเกตการณ์แม้จะอยู่ในกรอบที่ไม่เฉื่อยที่จะเชื่อว่าตัวเองในส่วนที่เหลือและกองกำลังพวกเขารู้สึกว่าจะเป็นจริง แรงเหวี่ยงไม่ได้โกหกมันเป็นพลังที่แท้จริง. แรงเหวี่ยงที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากทรัพย์สินของมวลที่รู้จักกันเป็นแรงเฉื่อย - ไม่เต็มใจของร่างกายที่จะเปลี่ยนทั้งความเร็วหรือทิศทางของ ร่างกายที่เป็นส่วนที่เหลือจะอยู่ในส่วนที่เหลือจนแรงบางทำให้มันย้ายแล้วจะยังคงที่จะย้ายที่ความเร็วเดียวกันและในทิศทางเดียวกันจนกว่าแรงบางเปลี่ยนแปลงวิธีการที่จะมีการเคลื่อนไหว ทั้งหมดนี้สรุปเรียบร้อยขึ้นโดยไอแซกนิวตันสามกฎหมายของการเคลื่อนไหว. I. วัตถุที่อยู่ในสภาพของการเคลื่อนไหวสม่ำเสมอทุกมีแนวโน้มที่จะยังคงอยู่ในสภาพของการเคลื่อนไหวว่าถ้าแรงภายนอกที่ใช้กับมัน (ซึ่งบางครั้งเรียกว่ากฎหมายของความเฉื่อย) ครั้งที่สอง ความสัมพันธ์ระหว่างมวลของวัตถุเมตรอัตราเร่งและแรง F นำไปใช้เป็น F = แม่. III สำหรับการดำเนินการทุกคนมีปฏิกิริยาเท่ากับและตรงข้าม. เราสามารถแสดงให้เห็นถึง 'กรอบเฉื่อย' โดยใช้ตัวอย่างของนักบินอวกาศในยานอวกาศที่ ลองจินตนาการว่าเรามีนักบินอวกาศบนยานอวกาศที่ไม่มีหน้าต่างและเราอยู่ที่การควบคุมที่นักบินอวกาศของเรามีการเข้าถึงไม่มี เราขอให้นักบินอวกาศของเราที่จะดำเนินการทดลองใด ๆ ที่เขาอาจต้องการในการสั่งซื้อเพื่อตรวจสอบว่ายานอวกาศที่มีการเคลื่อนไหวหรือในส่วนที่เหลือ เราเริ่มต้นการทดสอบของเรามีเรือที่เหลือและขอให้นักบินอวกาศของเราถ้าเรากำลังจะย้าย เขาตอบว่าเขาอยู่ในศูนย์แรงโน้มถ่วงลอยรอบเรือและไม่สามารถที่จะตรวจสอบความรู้สึกของการเคลื่อนไหวใด ๆ และว่าด้วยการดำเนินการทดสอบต่างๆ - เช่นวัดลูกตุ้มแกว่งเขายังไม่สามารถที่จะตรวจสอบการเคลื่อนไหวใด ๆ และสรุปว่าเราต้อง จะเป็นในส่วนที่เหลือ จากนั้นเราจะยิงขึ้นเครื่องยนต์และเร่งผ่านพื้นที่และให้เร่งและอีกครั้งถามว่าเราจะย้าย นักบินอวกาศของเราเวลานี้มีบางอย่างที่เรากำลังเร่งเขาถูกบังคับให้กลับมาของเรือโดยความเฉื่อยและยิ่งเราเร่งแข็งแกร่งแรงนี้จะกลายเป็น ถ้าเขาลดลงวัตถุมันจะ 'ตก' ไปทางด้านหลังของเรือที่มีตอนนี้ - เท่าที่เขาเป็นห่วง - กลายเป็น 'ชั้น' ถ้าเราตัดสินความเร็วของการเร่งความเร็วของเราเพียงขวาเราสามารถสร้างแรงที่เป็นสิ่งมีค่าเท่ากับแรงโน้มถ่วงของโลกที่เรียกว่า 1G และนี่คือความแตกต่างจากแรงโน้มถ่วงในทุกประการ ไม่ว่าสิ่งที่ดำเนินการทดลองของเรานักบินอวกาศก็จะเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าเขาอยู่ในรถที่เร่ง 1G หรือนิ่งอยู่บนพื้นผิวของโลกไม่มี นี่คือพื้นฐานของทฤษฎีทั่วไปของ Einstein ของความสัมพันธ์ที่ว่าผลกระทบของการเร่งความเร็วจะแยกไม่ออกจากผลกระทบของสนามแรงโน้มถ่วงเครื่องแบบ นี้เป็นที่รู้จักในฐานะของความเท่าเทียมกันหลักการและผลที่ได้จากความเท่าเทียมกันระหว่างมวลโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย. ตอนนี้เราเริ่มที่จะชะลอตัวลงเรือพื้นที่ของเราในขณะที่เราสามารถดูกล้องที่มีความเร็วขึ้นมาอีกครั้งและขอให้นักบินอวกาศของเราถ้าเรากำลังจะย้าย . อีกครั้งเขาตอบว่าเราจะแน่นอนการเคลื่อนย้ายในขณะที่การชะลอตัวลงทันทีทำให้เขาต้องถูกโยนไปข้างหน้าและชนกับกำแพงกั้นด้านหน้าและเขาพึมพำอะไรที่มีผลที่เป็นจมูกของเขามีเลือดออกและเขาถูกกดแบนกับกำแพงกั้นเขา doesn 'ทีรู้สึกว่ามันจำเป็นที่จะต้องดำเนินการใด ๆ การทดลองเพื่อยืนยันการเคลื่อนไหวของเรา. ตอนนี้เราหยุดการชะลอตัวลงและช่วยให้เรือไปยังชายฝั่งพร้อมด้วยความเร็วที่สม่ำเสมอ 100,000 ไมล์ต่อชั่วโมงซึ่งขณะนี้ดีในขีด จำกัด ความเร็วตามกฎหมายส่วนหนึ่งของพื้นที่นี้ เราขอให้นักบินอวกาศของเราอีกครั้งถ้าเรากำลังจะย้ายและเขาตอบว่าเท่าที่เขาสามารถที่จะบอกได้ในขณะที่ได้อย่างอิสระลอยรอบในสภาพแวดล้อมที่แรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ที่เราจะไม่ได้เคลื่อนย้าย. ทดลองเล็ก ๆ น้อย ๆ ของเราได้แสดงให้เห็นว่าถ้าเรือเดินทาง ด้วยความเร็วที่สม่ำเสมอในทิศทางที่เหมือนกันมันเป็นไปไม่ได้โดยวิธีการใด ๆ เพื่อตรวจสอบว่าหรือไม่ก็มีการเคลื่อนไหวมันเป็นเพียงเมื่อเรือที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการอย่างใดอย่างหนึ่งด้วยการเร่งหรือชะลอตัวลงว่าการเคลื่อนไหวกลายเป็นที่ชัดเจน. ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้น ถ้าเราเปลี่ยนทิศทางแทนการเปลี่ยนแปลงความเร็ว? ลองกลับไปที่เรือพื้นที่ของเราและหา เราเร่งกลับไป 100,000 ไมล์ต่อชั่วโมงและรักษาความเร็วและทิศทางจุดที่นักบินอวกาศของเรากับจมูกเจ็บเป็นอีกครั้งใน "ฤดูใบไม้ร่วงฟรี - สถานะของพลอย - และไม่สามารถที่จะตรวจจับการเคลื่อนไหวใด ๆ ตอนนี้เราใส่เรือพื้นที่ของเราในการเปิดแน่นไปทางขวาและถือโค้งและขอให้นักบินอวกาศของเราถ้าเรากำลังจะย้าย เขาตอบว่าในขณะที่เขาถูกกดอย่างหนักกับด้านซ้ายของเรือที่เราจะต้องได้รับการเคลื่อนย้ายและเสริมว่าในขณะที่เขารู้ว่าเรือพื้นที่ไม่สามารถที่จะย้ายไปด้านข้างก็ไม่สามารถเร่งในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงจึง จะต้องหันไปทางขวา. เพื่อให้ห่างไกลที่ดีเพื่อให้ทุกสิ่งที่ตรงไปข้างหน้าสวยจริงๆดังนั้นสิ่งที่เป็นปัญหาหรือไม่ปัญหาคือว่าเราได้เห็นว่าแรงเหวี่ยงเป็นผลมาจากแรงเฉื่อย, ความต้านทานของวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางที่ เมื่อเรือพื้นที่หันไปทางขวานักบินอวกาศพยายามที่จะให้ไปในทิศทางเดิมตรงไปข้างหน้าและอื่น ๆ ถูกบังคับให้ด้านซ้ายของเรือ ที่ทำให้รู้สึกเป็นที่เข้าใจได้อย่างสมบูรณ์แบบตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตันของการเคลื่อนไหว แต่ขอพิจารณาการเคลื่อนไหวอื่น ๆ ที่เราสามารถแนะนำการใช้เรือพื้นที่ของเราขอหมุนรอบแกนของ. ถ้าตอนนี้เราหมุนเรือพื้นที่ของเราเกี่ยวกับแกนของมันให้มันหมุนเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับนักบินอวกาศของเราหรือไม่ อีกครั้งที่เขาจะได้รับการกดกับด้านข้างของเรือที่ให้เขาอยู่ในการติดต่อกับมันและย้ายไปกับมัน คำถามคือทำไมเขากดกับด้านข้างของเรือหรือไม่ เรือไม่ได้เร่งหรือมันมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางและอัตราการสปินจะถูกเก็บไว้อย่างต่อเนื่อง แต่แรงเหวี่ยงจะทำให้นักบินอวกาศของเราตรึงแน่นกับด้านข้างของเรือสำหรับตราบใดที่มันยังคงหมุน. เราสามารถแสดงให้เห็นถึง ปัญหาสำคัญของการอธิบายลักษณะของแรงเหวี่ยงโดยการตรวจสอบวิธีแห้งปั่นเอาน้ำจากเสื้อผ้า เราใส่เสื้อผ้าเปียก, เปิดเครื่องและกลองหมุนไปรอบ ๆ ด้วยความเร็วสูงการขว้างปาน้ำออกเนื่องจากแรงเหวี่ยง ที่เรียบง่าย คำถามคือวิธีการทำเสื้อผ้าที่ 'รู้' ว่าพวกเขาจะปั่น? ง่ายที่คุณพูดกลองหมุนในความสัมพันธ์กับแห้งและเสื้อผ้าที่หมุนด้วยกลอง ถ้าเพียง แต่มันง่ายที่! เราสามารถจินตนาการการจัดโดยกลองและด้วยเหตุนี้เสื้อผ้าจะถูกเก็บไว้นิ่งในขณะที่หมุนแห้งอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับกลองที่ตรงข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นตามปกติแน่นอน ตอนนี้ถ้าหมุนกลองในความสัมพันธ์กับแห้งคือทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการแรงเหวี่ยงที่จะดึงน้ำออกแล้วข้อตกลงนี้จะทำงานในตรงลักษณะเดียวกับการจัดชุมนุม คุณไม่ได้ แต่ต้องเป็นนักวิทยาศาสตร์จรวดที่จะสามารถบอกได้ว่าข้อตกลงนี้จะไม่แห้งเสื้อผ้า! นี้อย่างมีประสิทธิภาพทำลายข้อโต้แย้งว่าเสื้อผ้าที่รู้ว่าพวกเขาจะหมุนเพราะเคลื่อนไหวของพวกเขาในความสัมพันธ์กับแห้งที่ การเคลื่อนไหวจะต้องมีการเคลื่อนไหวในความสัมพันธ์กับอย่างอื่น ตรรกะขั้นตอนต่อไปคือการยืนยันว่าในตัวอย่างที่ผ่านมามันก็เห็นได้ชัดว่ากลองไม่ได้จริงๆย้ายเพียงแห้งได้จึงขอขยายพื้นที่ ครั้งนี้เราจะจินตนาการกลองที่เหลือยังคงเช่นเดียวกับก่อน แต่คราวนี้เราจะหมุนไม่เพียง แต่แห้ง แต่ทั้งห้องรอบกลอง จะสร้างความแตกต่างที่ใด? อีกครั้งที่เราจะเห็นว่าข้อตกลงนี้จะไม่ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งเพราะจากจุดชมวิวของเราจากนอกห้องเราจะเห็นว่ากลองไม่เป็น 'จริงๆ' หมุน นี้จะนำเสนอปัญหาที่เกิดขึ้นแม้ว่า ลองนึกภาพว่าเราได้สร้างการหมุนขนาดใหญ่แห้งและเรานั่งภายในกลองและประตูปิดอยู่ข้างหลังเรา กลองอีกครั้งยังคงอยู่ แต่แห้งและห้องทั้งห้องหมุนเกี่ยวกับเรา มุมมองที่เราเห็นผ่านประตูจะทำให้เรารู้สึกหวิวมาก แต่เราจะรู้ว่าเราไม่ได้ย้ายเพราะเราจะรู้สึกว่ากองกำลังไม่ปฏิบัติตามเราเราจะไม่ได้กดกับด้านข้างของกลองที่. ถ้าตอนนี้เรากลับมา เพื่อให้นักบินอวกาศของเราในการหมุนเรือพื้นที่เขาได้รับการกดกับด้านข้างของเรือเพื่อให้สิ่งที่เป็นความแตกต่าง? สิ่งที่อยู่ในอวกาศ 'ว่างเปล่า' เป็นเรือพื้นที่หมุนในความสัมพันธ์กับ? ไอแซกนิวตันคิดเกี่ยวกับปัญหาของแรงเหวี่ยงนี้และมาถึงข้อสรุปว่าจะต้องอยู่ 'ที่ต้องการกรอบของการอ้างอิงในจักรวาลที่กำหนดโดยพื้นที่ที่แน่นอน นี้เป็นเพียงวิธีการที่บอกว่าจะต้องมีสถานที่พิเศษในจักรวาลที่เคลื่อนไหวทั้งหมดสามารถที่เกี่ยวข้องกับ หากเป็นกรณีนี้เสื้อผ้าที่เปียกของเราจะได้รู้ว่าพวกเขาจะหมุนและด้วยเหตุนี้พุ่งน้ำออกเพราะพวกเขาจะหมุนในความสัมพันธ์กับจุดคงที่พิเศษนี้ในจักรวาล นอกจากนี้ยังจะอธิบายว่าทำไมมันจะไม่เป็นไปได้ที่จะ 'คนโง่' เสื้อผ้าที่ในความคิดของพวกเขาจะหมุนโดยการหมุนแห้งแทน เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบอย่างไรว่าถ้าเราเก็บไว้ขยายออกไปด้านนอกกรอบหมุนของเราเกี่ยวกับกลองนิ่งในที่สุดน้ำจะถูกโยนออกมาเพราะจักรวาลทั้งหมดจะได้รับการหมุนในความสัมพันธ์กับกลองซึ่งเป็นสิ่งเดียวกันเป็น จักรวาลที่เหลืออยู่นิ่งและกลองหมุน! อาจเป็นได้ว่าผลเช่นเดียวกันจะเกิดขึ้นถ้ากรอบหมุนเป็นเพียงกาแล็กซีของเราแทนจักรวาลทั้งหมดเราไม่ทราบ. ใส่ Ernst Mach, นักปรัชญาและนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย (1838-1916) ที่มีความคิดเป็นที่จะมีอิทธิพลต่อมาอัลเบิร์ ไอน์สไตเมื่อเขาได้รับการพัฒนาความคิดของเขาในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ มันเป็นไอน์สไตซึ่งทำให้ชื่อของมัคหลักการ ' มันเป็นเกียรติในการทำงานของเครื่องใน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราทุกคนคุ้นเคยกับผลของแรงหนีศูนย์กลาง เราสัมผัสมัน เช่น เวลาที่เราอยู่ในรถและใช้โค้ง - เรารู้สึกเป็นแรงผลักให้เราด้านนอกของโค้ง ตัวอย่างเช่นถ้าคุณได้วางแว่นบนที่นั่งข้างๆคุณ มันจะมาเป็นแปลกใจถ้าถ่ายโค้งที่ความเร็ว ก็เลื่อนข้ามที่นั่ง

แรงเหวี่ยงเป็นบางครั้งเรียกว่า ' สมมติ ' แรง เพราะมันเป็นปัจจุบัน แต่วัตถุ อัตราเร่ง และไม่ได้อยู่ในกรอบอ้างอิงเฉื่อย . เป็นกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่วัตถุเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ แต่ไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อนุญาตให้ผู้สังเกตการณ์ในกรอบเฉื่อยไม่พิจารณาตัวเอง ที่พักและบังคับให้พวกเขารู้สึกว่ามีจริง แรงเหวี่ยงไม่ใช่สมมติ มันเป็นแรงจริง

แรงเหวี่ยงเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติของมวลที่รู้จักกันเป็นแรงเฉื่อย - ต่อต้านของร่างกายที่จะเปลี่ยนความเร็วหรือทิศทาง ตัวที่พักจะอยู่จนกว่าพลังบางอย่างทำให้มันขยับแล้วจะย้ายที่ความเร็วเดียวกัน และไปในทิศทางเดียวกัน เว้นแต่และจนกว่าพลังบางอย่างการเปลี่ยนแปลงทางเคลื่อนที่ ทั้งหมดนี้คือสรุปขึ้นอย่างประณีตโดย ไอแซค นิวตัน สามกฎการเคลื่อนที่

ฉันทุกวัตถุในรัฐของเครื่องแบบเคลื่อนไหวมีแนวโน้มที่จะยังคงอยู่ในสถานะของการเคลื่อนไหว นอกจากภายนอกบังคับที่ใช้กับมัน ( นี่คือบางครั้งเรียกว่ากฎแห่งความเฉื่อย )

2ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุมวล m ของความเร่ง และประยุกต์แรง F F = ma .

III สำหรับทุกการกระทำมีเท่าเทียมกันและตรงข้ามปฏิกิริยา

เราสามารถแสดง ' เฟรม ' เฉื่อย โดยใช้ตัวอย่างของนักบินอวกาศในยานอวกาศ ลองจินตนาการว่ามีนักบินอวกาศบนเรือพื้นที่ที่ไม่มีหน้าต่างและเราอยู่ในการควบคุม ซึ่งนักบินอวกาศของเราไม่มีการเข้าถึง เราถามนักบินอวกาศของเราที่จะดำเนินการใด ๆที่เขาอาจจะต้องการทดลองเพื่อตรวจสอบว่ายานอวกาศเคลื่อนที่ หรือที่พัก เราเริ่มการทดลองกับเรือ ที่พัก และถามนักบินอวกาศของเรา ถ้าเราย้าย เขาตอบว่าเขาอยู่ในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ที่ลอยรอบ ๆเรือ และไม่สามารถตรวจสอบความรู้สึกของการเคลื่อนไหวและที่โดยดำเนินการทดสอบต่าง ๆเช่นวัดแกว่งลูกตุ้ม เค้ายังไม่สามารถที่จะตรวจจับการเคลื่อนไหวใด ๆและสรุปได้ว่า เราต้องไป แล้วไฟขึ้นเครื่องยนต์ และเร่งผ่านพื้นที่ และให้เร่ง และอีกครั้ง ถามว่าเราจะย้าย คราวนี้นักบินอวกาศของเรามีบางอย่างที่เราเร่ง เขาถูกบังคับให้ด้านหลังของเรือ โดยความเฉื่อยและยิ่งเราเร่งแข็งแกร่ง พลังนี้จะกลายเป็น ถ้าเขาทิ้งวัตถุมันจะ ' ตก ' ไปทางด้านหลังของเรือ ซึ่งขณะนี้เท่าที่เขากังวล - กลายเป็น ' ชั้น ' ถ้าเราตัดสินความเร็วของการเร่งพอดี เราก็สามารถสร้างพลังที่ถูกต้องเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่เรียกว่า 1G และนี้ก็ไม่ต่างอะไรจากแรงโน้มถ่วงทุกประการไม่ว่าการทดลองของเรานักบินอวกาศแสดง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้ว่าเขาอยู่ในรถที่เร่งที่ 1G หรือคงที่บนพื้นผิวของโลก นี่คือพื้นฐานของไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ที่ผลของการเร่งไม่ต่างอะไรจากผลของเครื่องแบบสนามแรงโน้มถ่วง .นี้เป็นที่รู้จักกันเป็นหลัก ' ' ( ผลจากความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงและมวลเฉื่อยและมวล .

ตอนนี้เราเริ่มชะลอตัวลงยานอวกาศของเรา ตามที่เราได้เห็นกล้องความเร็วขึ้นมา และอีกถามนักบินอวกาศของเรา ถ้าเราย้าย อีกครั้งที่เขาตอบกลับว่าเราต้องย้ายที่ฉับพลัน ชะลอตัวลง ทำให้เขาถูกโยนไปข้างหน้า และชนกับกำแพงด้านหน้า