ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Второй закон Ньютона в подвижных системах координат. Инерциальные и неинерциальные системы отнесения из "Курс теоретической механики. Т.1 " Целью дальнейшего изложения является установление основного закона динамики и уравнений движения в подвижной системе координат. Конечно, при этом надо основываться на законах динамики абсолютного движения. [c.441] Основой динамики абсолютного движения материальной точки является второй закон Ньютона, который формально охватывает и первый закон Ньютона — закон инерции. Действительно, если предполагать, что масса точки не зависит от времени, то из соотношения (П1.5Ь) вытекает, что при равенстве нулю равнодействующей Е сил, приложенных к точке, равно нулю и ускорение т. е. материальная точка движется по инерции равномерно и прямолинейно. [c.441] Найдем теперь связь между произведением массы точки на относительное ускорение и силами, приложенными к точке. [c.441] В этом равенстве — относительное ускорение, у/д — переносное ускорение, у/ — кориолисово ускорение. [c.441] Можно полагать, что равенство (IV.223) является эквивалентом второго закона Ньютона для относительного движения материальной точки. [c.441] Вектор 1е называется переносной силой инерции, вектор называется кориолисовой силой инерции. Мы остановимся далее на рассмотрении свойств этих сил. [c.442] Формально равенство (IV.225) соответствует второму закону Ньютона для абсолютного движения. Мы будем полагать, что это равенство выражает второй закон Ньютона для относительного движения. [c.442] Этот закон можно формулировать так произведения массы точки на ускорение ее относительного движения равно векторной сумме сил, приложенных к точке, и двух сил инерции — переносной и кориолисовой силы инерции. [c.442] Следовательно, задача об определении движения точки относительно подвижной системы координат формально приведена к задаче об определении движения относительно неподвижной системы. Произвольную систему координат можно полагать неподвижной, прилагая к точке две указанные выше силы инерции. [c.442] Рассмотрим некоторые существенные следствия, вытекающие из такой постановки вопроса об относительном движении материальной точки. [c.442] Сначала отметим качественное различие между равнодействующей Р СИЛ, приложенной к точке, и силами инерции П и 1 . [c.442] Сила Р — результат действия на материальную точку некоторых физических тел, которые можно конкретно указать во всех частных случаях. Это определение источников силы Р не зависит от выбора координатной системы. [c.442] в этом случае, физическая природа сил, равных переносной и кориолисовой силам инерции, не дает оснований к отнесению их к особой группе сил. Как и сила Р, эти силы инерции являются результатом взаимодействия между материальной точкой, находящейся в сложном движении, и некоторым физическим телом, обусловливающим переносное движение. К этому телу они и приложены. Их физическое действие может быть обнаружено наблюдениями и опытами. Об этом идет речь ниже. [c.443] Во втором случае не существует физической связи между движущейся точкой и телом, с которым связана подвижная система координат 1). В этом случае силы 1е и 1 следует рассматривать как некоторые условные величины, вводимые в уравнение (IV.225) формально. Физические силы, равные и 1 , не существуют. [c.443] Уравнение (IV.225) в обоих случаях следует рассматривать как основу некоторой методики изучения относительного движения посредством его фиктивного приведения к абсолютному движению. В действительности же, вообще говоря, второй закон Ньютона не имеет места в относительном движении. [c.443] Чтобы сохранить форму второго закона Ньютона для относительного движения, вводятся фиктивные силовые поля сил инерции 1е И 1 . Если полагать, что эти силы действительно приложены к материальной точке, то обнаружится невозможность найти источник этих сил и возникает нарушение третьего закона Ньютона. [c.443] Системы отсчета, в которых выполняется второй закон Ньютона, а значит, и первый закон — закон инерции без введения дополнительных силовых полей), называются инерциальными системами ). [c.443] Можно полагать, что цель введения полей сил Ьи I,, заключается в формальном преобразовании неинерциальной системы отсчета в инерциальную. [c.443] Мы сделаем по этому поводу одно обобщающее замечание, связанное с понятиями о пространстве и времени, изложенными в 29. [c.443] Как видно из предыдущего, налагая некоторые ограничения на координатную систему, например, полагая ее неподвижной и желая сохранить в этой системе основные законы классической механики, мы должны вводить некоторые дополнительные поля сил инерции. [c.443] Вернуться к основной статье