Наличие
бесконечного количества систем отсчёта и невозможность выделения из них особой
привилегированной системы требует пересчёта координат тела при переходе из
одной системы в другую. Ведь покой тела или его движение можно рассматривать
относительно любой системы отсчёта. В одной системе отсчёта тело покоится, а в другой оно двигается равномерно и
прямолинейно, в третьей оно двигается
равноускоренно, а в четвёртой вообще с произвольным ускорением. При переходе от
одной системы отсчёта к другой координаты тела преобразуются в соответствии с
тем, как изменяется положение этих
систем относительно друг друга. В инерциальных системах отсчёта, т.е.
движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, координаты точки в новой системе
определяются через координаты в старой системе отсчёта при помощи
преобразования координат Галилея. В частном случае, когда система движется со скоростью
v вдоль положительного направления оси х системы , если в начальный момент времени оси координат
совпадают, координат Галилея имеют вид:
и по оси времени .
Дифференцирование функции по времени t даёт
формулу сложения скоростей движения тела в системе и самой системы: V=
Если рассматривать бесконечно большое количество вложенных друг в друга систем
отсчёта с однонаправленной скоростью движения относительно друг друга, то
преобразование Галилея приводит к бесконечно большой сумме этих скоростей, т.е.
=.
Ввиду неразличимости инерциальных систем отсчёта в том
смысле, что каждую из них можно считать
покоящейся, а скорости движения остальных систем отсчёта можно определить
относительно её с помощью преобразования Галилея, каждую инерциальную систему
отсчёта можно считать представителем плоскопараллельного пространства. Таким
образом, достаточно нарисовать на бумаге систему координат, посчитать её
инерциальной, мысленно перенести в реальный мир и все тела окажутся
погружёнными в плоскопараллельное пространство.
Кроме того, в физику вводится как постулат равноправие всех
инерциальных систем отсчёта в том смысле, что все физические законы
классической физики не меняют своего
вида при переходе от одной инерциальной системы к другой, т.е. должны быть
инвариантны относительно преобразования Галилея. Это достигается тем, что в эти
законы входят не координаты положения тел, которые меняются при переходе от
одной инерциальной системы к другой, а длины отрезков, т.е. корень квадратный
из суммы квадратов разности координат начала и конца отрезков. Длина физических
объектов остаётся постоянной в любых системах отсчёта.
Этот постулат как раз и отождествляет инерциальные системы с
плоскопараллельным пространством – законы, написанные для плоскопараллельного
пространства, согласно этому постулату, действуют и во всех инерциальных
системах отсчёта.
См. далее Второй закон Ньютона