Принцип относительности Галилея

При́нцип относи́тельности Галиле́я, заключается в относительности механического движения в разных инерциальных системах отсчёта (ИСО) и одинаковости законов классической механики в них независимо от того, покоится ИСО или движется равномерно и прямолинейно. Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в любой ИСО, нельзя определить, находится эта система в покое или движется прямолинейно и равномерно. Установлен Г. Галилеем в 1636 г.

Движение материальной точки относительно: её положение, скорость, вид траектории зависят от того, по отношению к какой ИСО это движение рассматривается. В то же время законы механики одинаковы во всех ИСО. При переходе от описания движения тела в одной ИСО ${\displaystyle K}$ к описанию движения в другой системе ${\displaystyle K'}$, движущейся по отношению к первой с постоянной скоростью, используются преобразования Галилея. Если в некоторый момент ${\displaystyle t=0}$ оси ${\displaystyle x,y,z}$ системы ${\displaystyle K}$ совпадают с осями ${\displaystyle x',y',z'}$ системы ${\displaystyle K'}$ и ось ${\displaystyle x'}$ движется в направлении оси ${\displaystyle x}$ со скоростью ${\displaystyle u}$, то преобразования координат точки имеют вид: ${\displaystyle x'=x-ut,\ y'=y,\ z'=z,\ t'=t}$.

Таким образом, время ${\displaystyle t}$ в классической механике, как и расстояние между любыми фиксированными точками, считается одинаковым во всех системах отсчёта. Из приведённых соотношений между координатами одной и той же точки в двух разных ИСО можно получить соотношения для скоростей ${\displaystyle v}$ и ${\displaystyle v'}$ и ускорений ${\displaystyle a}$ и ${\displaystyle a'}$ в обеих системах отсчёта: ${\displaystyle v'=v-u,\ a'=a}$, т. е. ускорение одинаково в обеих ИСО. Т. к. масса точки (тела) ${\displaystyle m}$ инвариантна (не меняется при переходе от одной ИСО к другой), то и сила ${\displaystyle F=ma}$, действующая на точку (тело), инвариантна, т. е. второй закон Ньютона одинаков для обеих ИСО.

Принцип относительности Галилея справедлив лишь при скоростях, много меньших скорости света ${\displaystyle c}$; при скоростях порядка ${\displaystyle c}$ действует принцип относительности Пуанкаре (см. также статьи Преобразования Лоренца, Теория относительности).