Relativitätsprinzip

Das Relativitätsprinzip geht auf Galileo Galilei zurück. Galilei formulierte sein Prinzip anhand der Frage, ob ein an Bord eines fahrenden Schiffes fallen gelassener Körper senkrecht oder schief fällt. Albert Einstein hat das Relativitätsprinzip auf die Elektrodynamik ausgeweitet

Mechanik

Galilei

Die Argumentation von Galilei kann in eine etwas zeitgemässere Geschichte verpackt werden. Ein Hausboot fährt mit konstanter Geschwindigkeit durch einen Kanal an einem Sportplatz vorbei. Auf dem Boot wirft Barbara einen Ball mehrmals senkrecht nach oben. Beat sitzt daneben im Liegestuhl und schaut sich um. Auf dem Sportplatz wirft Sarah den Ball und Severin streckt sich im Liegestuhl aus.

Da Beat auf Backbord sitzt und der Sportplatz Steuerbord vorbei gleitet, kann er für kurze Zeit beide Bälle vor dem stahlblauen Himmel sehen. Der Ball von Barbara steigt vertikal auf, der Ball von Sarah macht dagegen eine Bewegung schief nach hinten. Gleichzeit wirft Severin einen Blick auf die beiden Bälle. Er sieht, wie der Ball von Sarah senkrecht der von Barbara schief nach vorne aufsteigt.

Diese Relativität in der Bewegung der Bälle ist symmetrisch. Würde das Hausboot ganz ruhig dahingleiten könnte Beat bei geschlossenen Augen nicht feststellen, ob das Boot fährt oder ruht.

Punktmechanik

Das Grundgesetz der Punktmechanik, die Impulsbilanz besagt, dass die Summe über alle Kräfte gleich Masse mal Beschleunigung ist. Diese Beschleunigung ändert sich nicht, wenn man sie auf ein mit v₀ gleichförmig dazu bewegtes Koordinatensystem bezieht

[math]\vec a = \frac {\partial \vec v}{\partial t} = \frac {\partial (\vec v_0 + \vec v_{rel})}{\partial t} = \vec a_{rel}[/math]