ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Движение тела в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции из "Механика Изд.3 " действующие на тела, и массы этих тел, как показывает опыт, не зависят от того, относительно какой системы отсчета мы определяем движение данного тела. Действительно, силы зависят от расстояния между телами, от их относительной скорости и от времени. Все эти величины не изменяются при переходе к новой системе координат, движущейся равномерно и прямолинейно. [c.151] Если все избранные нами системы отсчета совершают прямолинейное и равномерное движение относительно друг друга и, кроме того, известно, что в одной из них справедливы законы динамики, то формулировка первого и второго законов динамики в каждой из этих систем остается одной и той же для всех этих систем отсчета. Все такие системы отсчета называются инерциальными системами-, только в таких системах отсчета имеет место закон инерции Галилея. Это положение и называют принципом относительности Галилея. [c.151] Системы отсчета, движущиеся ускоренно относительно инерци- альной системы, называются неинерциальными системами. Но какую же из известных нам систем отсчета можно принять за инер-циальную систему В общем виде ответ на этот вопрос дать очень трудно. Однако при анализе движений со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, можно принять за инерциальную систему отсчета систему, неизменно связанную с центром масс (см. 55) тел, образующих Солнечную систему, оси которой имеют неизменные направления относительно неподвижных звезд ). Опыт исследования движений на Земле и опыт астрономических наблюдений подтверждает справедливость такого допущения. [c.151] Землю же и системы отсчета, связанные с ней, можно считать инерциальными системами только приближенно, совершая при этом некоторую ошибку. В 48 ошибка, которую мы делаем при этом, будет выяснена. [c.151] В теории отностельности эта проблема решается несколько иначе. Во-первых, предполагается, что для описания движения все инерциальные системы отсчета равноправны. Среди движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга систем отсчета нельзя выделить какую-либо одну особенную. Во-вторых, законы динамики (и вообще законы природы) имеют один и тот же вид (инвариантны) в любой инерциальной системе отсчета. [c.151] Принцип относительности Галилея утверждает только то, что законы Ньютона инвариантны относительно инерциальных систем принцип относительности Эйнштейна распространяет это утверждение на законы электродинамики и другие законы физики (см. гл. XVH). [c.152] В механике часто учитывают движение ускоренной системы отсчета введением особых сил, так называемых сил инерции. Введение этих сил позволяет сохранить для тел, движущихся относительно неинерцийльных систем отсчета, первый и второй законы динамики в той же самой форме, какую они имели для тел, движущихся относительно инерциальной системы отсчета это в значительной мере упрощает анализ движения в каждом частном случае. [c.153] МОЖНО сказать так па сверток пе действует никаких сил в горизонтальном направлении, и он остается в покое относительно полотна, а вагон, движущийся с ускорением, уходит от него. Поэтому силы инерции, учитывающие ускоренное движение системы отсчета, возникают только при рассмотрении движения относительно ускоренной системы отсчета. Если то же самое движение рассматривается относительно инерциальной системы отсчета, нет необходимости во введении каких-либо сил инерции. [c.154] Если бы грузу, висящему в вагоне (см. рис. ПО), сообщили толчок, то груз стал- бы совершать колебания, как маятник. Если ускорение вагона остается постоянным во время его движения, то анализ колебаний маятника относительно вагона не представляет никаких затруднений. В самом деле, к силе тяготения будет прибавлена постоянная сила инерции результирующая двух этих сил направлена под углом а к вертикали, и маятник будет совершать колебания около направления равновесия нити, наклоненной под углом а к вертикали. В состоянии равновесия сила, действующая вдоль нити, будет больше силы тяготения Земли, она равна квадратному корню из суммы квадратов силы тяготения и -силы инерции и направлена противоположно N см. рис. ПО). Обрежем нить, и груз будет падать в вагоне по прямой, направленной под углом а к вертикали, с ускорение ]/ а Относительно Земли груз будет двигаться по параболе, которая определяется скоростью вагона в момент отрыва груза и ускорением д. [c.154] Наличие сил инерции отражает ускоренное движение системы координат, и силы инерции определяют движение тела в ускоренной системе отсчета. В этом смысле они ничем не отличаются от обычных сил взаимодействия тел. Однако следует подчеркнуть принципиальное отличие сил инерции от осгальных сил, выражающих взаимодействие тел оно заключается в том, что силы инерции не имеют противодействуюш ей, нельзя указать того тела со стороны которого приложена сила инерции. Поэтому иногда и называют силу инерции фиктивной силой такое название нельзя считать целесообразным сила инерции реальна, поскольку она отображает ускоренное движение системы координат, она отлична от сил взаимодействия тем, что не имеет противодействующей, но ничего фиктивного в этом нет. [c.154] Вернуться к основной статье