Mis on aeg? 3

Taustsüsteemi kasutatakse keha mehaanilise liikumise kirjeldamiseks. Taustsüsteemi moodustavad
taustkeha, sellega seotud koordinaadistik ja ajamõõtja ( ehk kell ). On olemas kahte liiki
taustsüsteeme ja nendeks on siis inertsiaalsüsteemid ja mitteinertsiaalsüsteemid. Inertsiaalsüsteem
on taustsüsteem, kus kehtib Newtoni I seadus. Igasugune taustsüsteem, mis liigub mingisuguse
inertsiaalsüsteemi suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt on samuti inertsiaalsüsteem. Mitteinertsiaalsüsteem
on selline taustsüsteem, mis liigub inertsiaalsüsteemi suhtes kiirendusega. Newtoni I
seadus ei kehti mitteinertsiaalsüsteemides. Inertsiaalsüsteemi määratletakse ka kui taustsüsteemi,
milles vaba keha liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt.
Taustkeha on keha, mille suhtes me liikumist vaatleme. Taustkeha loetakse enamasti
liikumatuks. Taustkehal valitakse punkt, millega seotakse koordinaadistik. Näiteks keha asukoha
määramiseks ruumis on vaja kolmest koordinaadist koosnevat koordinaadistikku. Kui keha aga
liigub tasapinnal, siis piisab ainult kahest koordinaadist. Kui aga keha liigub sirgjoonel, siis
kasutame ainult ühte koordinaati.
Järgnevalt on käsitletud kahte taustsüsteemi. Taustsüsteem K` liigub taustsüsteemi K suhtes
kiirusega V. Liikumine toimub ühtlaselt ja sirgjooneliselt x(x`) telje suunas. K`-s on koordinaadid
x`,y`ja z`. K-s on koordinaadid x, y ja z. Mõlemas taustsüsteemis on keha y- ja z-koordinaadid aga
võrdsed:
y´=y ja z´=z.
Jooniselt on näha seda, et x`-koordinaat on seotud x-koordinaadiga:
Joonis 26 K ja K` on siin taustsüsteemid.
Ajahetkel t = 0 ühtivad K ja K` alguspunktid O ja O`, kuid ajamomendiks t on O` nihkunud O
suhtes lõigu Vt võrra:
x = x´+Vt ehk x´ = x-Vt.
Need on Galilei teisendused, mis on esitatud kõige lihtsamal kujul. Arvesse võtame ka veel y ja z
ning y` ja z` vahelised seosed ja t = t`, saame:
x´ = x-Vt; y´ = y; z´ = z; t´ = t.
Kui K` on liikuv taustsüsteem ja K on liikumatu taustsüsteem, siis on võimalik välja arvutada
keha koordinaadid K`-s, kui on teada tema koordinaadid K-s.
183