- Ruhesystem
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Das Ruhesystem eines starren Körpers ist ein Bezugssystem, in dem er ruht, d.h. in welchem seine Koordinaten konstant bleiben. Ein Spezialfall ist das Schwerpunktssystem eines starren Körpers, dessen Ursprung mit dem Schwerpunkt übereinstimmt. Allgemeine Ruhesysteme können auch affin dazu sein.
Nur für gleichförmig bewegte Körper ist das Ruhesystem ein Inertialsystem. Im allgemeinen jedoch ist die Beschleunigung von Null verschieden und das Ruhesystem ist ein beschleunigtes Bezugssystem.
Zum Beispiel das Ruhesystem der Erdoberfläche dreht sich mit der Erdrotation mit, was zu Corioliskräften führt.
Inhaltsverzeichnis
Ruhesysteme als Beobachter in der speziellen Relativitätstheorie
Ruhesysteme von Punkten werden in der speziellen Relativitätstheorie Beobachter genannt. Die Zeit, wie sie für den Beobachter vergeht, wird Eigenzeit genannt. Die Beziehungen zwischen relativ zueinander ruhenden Objekten dienen unmittelbar zur Definition der Messgrößen Distanz und Dauer, und folglich mittelbar zur Definition darauf basierender Messgrößen wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkel, Winkelgeschwindigkeit, Krümmung usw.
Beobachter in der allgemeinen Relativitätstheorie
In der allgemeinen Relativitätstheorie werden mit „Beobachter“ Kurven auf der Raumzeit bezeichnet, deren Ableitung überall zeitartig ist. In jedem Punkt der Kurve kann man die allgemeine Relativitätstheorie durch die spezielle approximieren, dann erhält man momentan mitbewegte Ruhesysteme (engl. momentarily comoving reference frames, MCRF).
Eingeschränkte Ruhesysteme und deren Beziehungen
Die Forderung nach gegenseitiger Ruhe kann von Beteiligten erfüllt sein, die noch darüber hinausgehende Beziehungen untereinander feststellen, z.B. dass je vier von ihnen untereinander eben sind. Das entsprechende Ruhesystem stellt in einem solchen Fall eine (Teilmenge einer) Ebene dar. Die Angehörigen verschiedener solcher Ruhesysteme wiederum ruhen nicht unbedingt zueinander, oder sie bewegen sich nicht unbedingt gegenüber einander (gleichförmig oder anders), sondern es besteht auch die Möglichkeit, dass sie zueinander starr sind.
Beispiel: verschiedene (gegenüber einander unbewegte) Potentialebenen in einem uniformen Gravitationsfeld; was ganz konkret etwa auf die Fußböden in verschiedene Stockwerken eines Hauses zutreffen kann, die jeder für sich ein Ruhesystem darstellen, zueinander aber nicht ruhen, sondern (nur) starr sind bzw. gehalten werden. In diesem Sinne lässt sich sagen, dass auch eine zu einem Ruhesystem gehörende Masse Kräfte erfahren kann.
Aufstellung von Inertialsystemen auf Grundlage gegebener Ruhesysteme
Falls den Angehörigen eines gegebenen Ruhesystems (bzw. deren Anzeigen) Koordinatenwerte zugeordnet werden, und diese Koordinatenwerte affin bzgl. der bestehenden Distanzen (bzw. Dauern) sind, wird das so gebildete Koordinatensystem ein Inertialsystem genannt.
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