next up previous contents
Next: Quantumfysische verschijnselen in het Up: Klassieke mechanica Previous: Newtoniaanse mechanica en het   Contents

Het principe van Mach


Newton besprak in zijn `The Mathematical Principles of Natural Philosophy' (1687) een experiment waarbij een met water gevulde emmer aan een touw hangt. We draaien de emmer rond zijn as en op deze wijze wordt het touw strak opgewonden. Nu laten we de emmer los, en deze begint snel rond zijn as te draaien, niet alleen ten opzichte van de waarnemer, maar ook ten opzichte van het water erin.


Alhoewel op dit moment de relatieve beweging maximaal is, blijft het oppervlak van het water vlak, hetgeen aangeeft dat het water geen neiging heeft of weg te bewegen van de rotatieas. Uiteindelijk als het touw ontwonden is, neemt het water een concave vorm aan terwijl het de beweging aanneemt van de emmer die ten opzichte van de waarnemer roteert. Deze concave vorm toont dat het water roteert, ondanks het feit dat het water in rust is ten opzichte van de wanden van de emmer. Met andere woorden het is niet de relatieve beweging van water en emmer die de concave vorm van het water veroorzaakt, in tegenstelling tot het idee dat bewegingen enkel relatief kunnen zijn, en dat absolute beweging niet bestaat. Is het mogelijk dat de concave vorm van het water de rotatie toont relatief ten opzichte van iets anders, laten we zeggen de absolute ruimte?!


Volgens Ernst Mach zegt Newton's experiment met de roterende emmer water ons eenvoudig dat de relatieve beweging van het water ten opzichte van de wanden van de emmer geen merkbare centrifugale krachten produceert, maar dat dergelijke krachten geproduceerd worden door de relatieve rotaties ten opzichte van de massa van de aarde en de andere hemellichamen.


Op basis van het bovenstaande kunnen we ons afvragen of een object in een leeg heelal inertia heeft. Het principe van Mach stelt dat lokale fysische wetten bepaald worden door de structuur van het universum op grote schaal. Albert Einstein leek het principe Mach te interpreteren als `... traagheid wordt veroorzaakt door een soort interactie tussen lichamen...'18. Einstein meende in het Lense - Thirring effect bewijs te vinden voor het principe van Mach. In een brief naar Ernst Mach schrijft hij: `Het ... blijkt dat inertia haar oorsprong vindt in een soort interactie tussen lichamen, zoals uw beschouwingen van Newton's emmer experiment aangeven... Als men een zware schil materie roteert, relatief ten opzichte van de vaste sterren rond een as die door het centrum gaat, ontstaat er een corioliskracht in het binnenste van de schil; dat het vlak van een Foucault slinger heen en weer wordt gesleept (met een praktisch ontmeetbaar kleine hoeksnelheid)'. We zullen dit Lense - Thirring effect later in detail bespreken.


next up previous contents
Next: Quantumfysische verschijnselen in het Up: Klassieke mechanica Previous: Newtoniaanse mechanica en het   Contents
Jo van den Brand 2009-01-31