O que é o princípio da relatividade newtoniana?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é o princípio da relatividade newtoniana. Esse conteúdo faz parte da mecânica clássica (leis de Newton) e envolve entender o que significa que as leis da dinâmica não mudam quando trocamos um referencial inercial por outro que se move em velocidade constante.

Passo 2

O princípio afirma que não há experimento de mecânica (isto é, envolvendo forças e movimentos) que permita distinguir um referencial inercial “em repouso” de outro que se desloca com velocidade constante em linha reta. Em outras palavras, as leis de Newton têm a mesma forma matemática em todo referencial inercial.

Passo 3

Para ver isso formalmente, considere dois referenciais inerciais S e S' tais que S' se move relativamente a S com velocidade constante \mathbf{v}. As coordenadas são relacionadas pela transformação de Galileu:
x' = x - v_x\,t,\quad y' = y - v_y\,t,\quad z' = z - v_z\,t,\quad t'=t.
Mostra-se que, sob essa transformação, as acelerações são iguais em ambos os referenciais:
\mathbf{a}' = \frac{d^2\mathbf{r}'}{dt'^2} = \frac{d^2\mathbf{r}}{dt^2} = \mathbf{a}.
Como as leis de Newton envolvem apenas acelerações e forças, elas continuam válidas em S' da mesma forma que em S.

Passo 4

Dessa invariância decorre que:
  1. Não existe “referencial absoluto” para movimentos uniformes;
  2. É impossível, por meio de experimentos puramente mecânicos, detectar velocidade constante absoluta;
  3. Apenas acelerações podem ser fisicamente detectadas como efeitos de forças de inércia.

Resposta

O princípio da relatividade newtoniana diz que as leis da mecânica de Newton são invariantes em todos os referenciais inerciais, isto é, que não há experimento mecânico capaz de distinguir um referencial em repouso de outro que se move com velocidade constante em linha reta.

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