I.1. Bazele teoriei relativității restrânse.
Singura certitudine în acest Univers este că totul este relativ, adică depinde de ceva sau cineva.
Spunem că mișcarea și repausul sunt stări relative, deoarece ele depind de reperul ales. Deci putem fi într-un anumit moment de timp atât în mișcare, cât și în repaus în funcție de reperul ales.
De exemplu:
Ești în laboratorul de fizică, în bancă, la ora de fizică. În ce stare mecanică te afli, în mișcare sau în repaus ?
Dacă îți alegi ca reper: banca, peretele, tabla etc. ești în stare de repaus, deoarece față de aceste repere, nu îți schimbi poziția.
Dacă îți alegi ca reper: un călător de pe stradă, o pasăre care zboară pe la fereastra, Soarele, Luna etc. ești în stare de mișcare, deoarece față de aceste repere îți schimbi distanța.
În tot Universul nu există un corp (reper) absolut fix, pentru că nu există un corp în repaus absolut. Toate corpurile sunt în mișcare unele față de altele pentru că în realitate, reperul ales se află el însuși în mișcare față de alte repere.
De exemplu:
Eu în mașină sunt în repaus față de mașină. Dar mașina se mișcă față de șosea. Șoseaua se mișcă față de Pământ odată cu el. Pământul se mișcă față de propria axă și față de Soare și alte corpuri cerești. Sistemul nostru solar este în mișcare față de Galaxia noastră, Calea Lactee. Galaxia noastră este în mișcare față de celelalte galaxii din Univers.
Pentru a studia mișcarea unui corp trebuie să ne alegem un sistem de referință:
Un sistem de referință inerțial este un SR în care toate corpurile sunt fie în repaus, fie în mișcare rectilinie uniformă, astfel încât suma tuturor forțelor ce acționează asupra lor să fie zero. Toate sistemele de referință inerțiale se mișcă cu viteză constantă unele față de altele.
De observat că spațiul este independent de timp.
În mecanica clasică (newtoniană), viteza relativă a unui corp față de un alt corp se calculează ori prin adunarea, ori prin scăderea vitezelor celor două corpuri.
De exemplu:
Un copil este în repaus pe o scară rulantă, care urcă cu o viteză constantă de 2 km/h. Mama lui este lângă scară. Viteza relativă a copilului față de mama lui este egală cu cea a scării rulante, adică 2 km/h.
Copilul începe să urce pe scara în mișcare cu o viteză constantă de 2 km/h. În acest caz viteza relativă a copilului față de mama lui este egală cu viteza scării rulante plus viteza copilului, adică 4 km/h.
Copilul începe să coboare pe scara în mișcare cu o viteză constantă de 2 km/h. În acest caz viteza relativă a copilului față de mama lui este egală cu viteza scării rulante minus viteza copilului, adică 0 km/h.