Говорят, что идеальных инерциальных систем отсчета не существует. Здесь
Существует ли во Вселенной настоящая инерциальная система отсчета?
Законы Ньютона выполняются в инерциальных системах отсчета, теперь из-за их отсутствия, то всегда ли законы Ньютона являются приближением?
Закон Ньютона выполняется в инерциальных системах отсчета, теперь из-за их Несуществования, то закон Ньютона всегда является приближением?
Не совсем. Одной из проблем является множественность значений термина «инерциальная система отсчета». Некоторые люди, когда используют термин «инерциальная система отсчета», имеют в виду физическую систему часов и линеек, которые можно использовать для присвоения координат физическим объектам и событиям. Другие люди (включая меня) называют математическую систему координат «инерциальной системой отсчета».
Одним из преимуществ второго подхода является именно проблема, которую вы поднимаете. Хотя у нас может не быть инерциального набора часов и линеек, мы можем просто прикрепить акселерометры к часам и линейкам, которые у нас есть, и напрямую измерить их отклонение от инерциального. После того, как мы это сделали, можно с помощью простой математической операции получить инерциальную систему отсчета.
Законы Ньютона могут быть сформулированы и применены в этой инерциальной системе отсчета (координатах) независимо от того факта, что задействованные часы и линейки сами по себе не являются инерционными.
Теперь, хотя не это делает их приближениями, законы Ньютона являются приближениями в трех других смыслах: во-первых, все законы физики являются приближениями. Во-вторых, законы Ньютона аппроксимируют относительность в пределе достаточно малых скоростей. В-третьих, «совершенный» — по существу бессмысленное определение в физике, а «точный в пределах экспериментальной точности» для физики достаточно.
Во-первых, ЛЮБОЙ физический закон (или любой «закон» в науке в целом) является приближением, которое имеет свою собственную область применимости. Не имеет значения, достигла ли наука важной вехи, чтобы знать лучше (как это произошло с ньютоновской физикой и теорией относительности Эйнштейна).
Законы Ньютона можно распространить на неинерциальные системы отсчета, используя только чисто математические приемы. Так что да, они определены для инерциальной системы отсчета, но используются и в неинерциальной системе отсчета без потери точности. Только выглядят они не так просто, как в инерциальной раме.
Чтобы уточнить, закон Ньютона в любом случае является приближением для специальных законов относительности Эйнштейна. Поскольку в специальной теории относительности также важна идея инерциальной системы отсчета, остается вопрос.
Дело в том, что эти законы математически справедливы без аппроксимации в точных условиях, которыми определяется инерционная система отсчета. Так что всегда нужно находить ситуации, очень близкие к идеальным, чтобы проверить эффекты, предсказанные теорией. Тогда это не теория является приближением, потому что определены точные идеальные условия, в которых она работает.
Это конечная точность, с которой можно наблюдать явления и создавать идеальные ситуации, которые должны хорошо приближаться к идеальным условиям. В противном случае можно было бы утверждать, что теорема Питагора является лишь приближением, поскольку прямоугольного треугольника не существует (невозможно нарисовать идеальный прямоугольный треугольник). В то время как ничья является приближением к идеальной. Так что не теоретические абстрактные теории являются приближениями к реальности, это реальность, которую можно наблюдать только как приближение к ним.
ДжейАлекс