De speciale theorie van relativiteitstheorie (STR) is fundamenteel gebouwd op het concept van traagheidsframes, die frames zijn waar een object in rust in rust blijft, en een object in beweging gaat in beweging met een constante snelheid, tenzij door een kracht wordt gehandeld. Dit is de essentie van Newton's eerste bewegingswet.

STR in niet-inertiële frames toepassen is lastig. Niet-inertiële frames zijn die die versnellen of roteren. Dit is waarom het moeilijk is en wat we doen:

* Geen universele tijd: Een belangrijk principe van STR is dat de tijd relatief is. Dit betekent dat er geen universele klok is die iedereen eens is. In niet-inertiële frames wordt het concept van tijd nog complexer omdat versnelling tijdmetingen kan vervormen.

* geen rechte lijnen: In een niet-inertiaal frame wordt het concept van een "rechte lijn" dubbelzinnig. Als u bijvoorbeeld op een roterend platform bent, lijkt een rechte lijn voor u gebogen naar iemand die stilstaat. Dit maakt het toepassen van de standaard relativistische vergelijkingen, die afhankelijk zijn van rechte lijnen, moeilijk.

* Fictieve krachten: In niet-inertiële frames ervaren we fictieve krachten zoals centrifugale kracht en het Coriolis-effect. Deze krachten zijn geen echte krachten in de zin dat ze worden veroorzaakt door interacties, maar het zijn echte effecten die we waarnemen als gevolg van versnelling. Deze fictieve krachten moeten worden verantwoord bij het toepassen van relativistische berekeningen.

Hoe we ermee omgaan:

* Algemene relativiteitstheorie: Om de fysica in niet-inertiële frames volledig te beschrijven, moeten we Einstein's algemene relativiteitstheorie (GTR) gebruiken . GTR breidt STR uit door de zwaartekracht op te nemen, wat in wezen versnelling is vanwege de kromming van ruimtetijd. GTR is veel complexer, maar biedt een uitgebreid raamwerk voor het afhandelen van versnelde frames.

* Lokale traagheidsframes: Zelfs in niet-inertiële frames kunnen we vaak kleine regio's vinden die ongeveer traagheid zijn. We noemen deze 'lokale traagheidsframes'. Binnen deze kleine regio's kunnen de wetten van STR met een goede mate van nauwkeurigheid worden toegepast.

* benaderingen: Voor veel praktische toepassingen kunnen we benaderingen gebruiken op basis van STR. Het GPS -systeem gebruikt bijvoorbeeld relativistische correcties om rekening te houden met de effecten van de zwaartekracht van de aarde en de rotatie ervan op de klokken van satellieten.

Key Takeaway: Hoewel STR is gebaseerd op traagheidsframes, kunnen we het nog steeds in bepaalde situaties in niet-inertiële frames gebruiken via benaderingen, het concept van lokale traagheidsframes, of door hun toevlucht te nemen tot het meer algemene kader van GTR.