Движение тела в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции

При описании поступательного движения тела в неинерциальной системе отсчета, движущейся поступательно, вводится сила инерции Р , равная [c.64]

Вектор / имеет размерность ускорения и может зависеть от координат точки, от проекций скорости и от времени. Примерами массовых сил являются силы тяготения, силы инерции в случаях, когда рассматривается движение тела относительно неинерциальной системы отсчета и силы электромагнитного происхождения. [c.369]

Силы инерции — переносная и кориолисова—для наблюдателя, связанного с неинерциальной системой, представляются вполне реальными они вместе с остальными приложенными силами влияют на изменение движения по отношению к этой неинерциальной системе. Отметим некоторые особые их свойства. Вспоминая перечисленные в 86 законы сил, заметим, что силы инерции, пропорциональные по самому их определению массам движущихся в неинерциальных системах отсчета точек, в некотором роде аналогичны силам тяготения. Как показывается в общей теории относительности, эта аналогия имеет глубокий физический смысл. Второй особенностью сил инерции является видимое отсутствие тех материальных тел, которые, согласно третьему закону Ньютона, могли бы рассматриваться как источники возникновения сил инерции. Это обстоятельство [c.422]

Поэтому, чтобы определить силу инерции, действующую в данной системе отсчета, нужно поступить так пусть в неинерциальной системе отсчета, в которой нам нужно определить силы инерции, движется какое-либо тело известной массы т. Рассмотрим то же самое движение той же самой массы в инерциальной системе отсчета. Обычные силы в инерциальной и неинерциальной системах отсчета будут действовать на данное тело одинаково, так как величина обычных сил зависит от конфигурации взаимодействующих тел (и иногда от относительной скорости их движения). Но ни конфигурация тел, ни их относительная скорость не изменяются при переходе от неинерциальной системы отсчета к инерциальной. Следовательно, обычные силы сообщают данному телу в неинерциальной и инерциальной системах отсчета одинаковые ускорения. Однако в неинерциальной системе отсчета на данное тело действует сверх обычных сил ещ,е и сила инерции, которая сообщ,ает данному телу некоторое добавочное ускорение / . Определив это ускорение и зная массу т тела, которому сила инерции это ускорение сообщает, мы найдем искомую силу инерции [c.342]

Силы инерции. Было бы неудобно создавать для неинерциальных систем отсчета другую механику, отличную от ньютоновской. Поэтому вполне логично поставить такой вопрос нельзя ли внести такие дополнения или изменения в механику Ньютона, чтобы сделать выполнимыми основные законы динамики и в неинерциальных системах Оказывается, это сделать можно. Нужно только расширить понятие силы считать, что в неинерциальных системах отсчета, кроме обычных (ньютоновских) сил, на все тела действуют еще такие, не совсем обычные силы, которые не вызваны взаимодействием тел друг с другом, а являются результатом ускоренного движения самой системы отсчета. Эти силы, получившие название сил инерции, способны оказывать на тела динамическое и статическое действие, подобно обычным ньютоновским силам. [c.197]

Уравнения движения в неинерциальных системах отсчета имеют такой же вид, как и в инерциальных, только в сумму действующих на тело сил входят наряду с ньютоновскими и силы инерции [c.199]

В этом случае формально справедливы первый и второй законы динамики, поэтому можно произвести динамический анализ движения тела прямо относительно неинерциальной системы отсчета, для этого необходимо к силам взаимодействия, действующим на данное тело, прибавить еще силы инерции. При поступательном движении неинерциальной системы силы инерции одинаковы во всех точках этой системы отсчета и не зависят от скорости движения тела относительно нее. Во вращающейся системе отсчета силы инерции различны в разных точках неинерциальной системы (центробежные силы) и зависят от относительной скорости движения (кориолисовы силы). [c.168]

Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Вопрос об относительном движении материальной точки тесно соприкасается с самыми основными идеями механики. Всякое движение точки (или тела) мы должны рассматривать относительно некоторой системы отсчета. До сих пор мы изучали движение по отношению к так называемой инерциальной системе отсчета (см. 14, п. 2), т. е. система отсчета, в которой справедливы основные законы динамики и по отношению к которой материальная точка, на которую никакие силы не действуют, движется по инерции (равномерно и прямолинейно). Инерциальную систему отсчета называют еще условно неподвижной, а движение по отношению к ней — абсолютным. [c.438]

Задача существенно упростится, если мы выберем ось моментов, жестко связанную с телом. Но это значит, что мы составляем уравнение моментов в движущейся системе отсчета, которая при ускоренном движении тела окажется неинерциальной. В этой системе отсчета будут действовать силы инерции, и при составлении уравнения моментов должны быть учтены моменты сил инерции, что опять усложнит задачу. [c.418]

Термином силы инерции обозначают также фиктивные кориолисовы силы инерции, которые надо добавить к реальным силам, чтобы определить движение тела по отношению к неинерциальной системе отсчета. А свойство инерции, как известно, проявляется только в неподвижной , или инерциальной, системе. [c.47]

Неинерциальными называют такие системы отсчета, в которых не выполняются законы Ньютона. Не выполняется закон инерции, ибо в таких системах отсчета тело, на которое не действуют другие тела, не сохраняет своего состояния покоя или равномерного прямолинейного движения. Не выполняется второй закон Ньютона, так как тело может иметь ускорение, не испытывая действия со стороны другого тела. Наконец, не выполняется и третий закон Ньютона, ибо тело, испытывая действие некоторой силы инерции, не оказывает противодействия (нет тела, к которому должно быть приложено это противодействие). [c.195]

Исходя из законов Ньютона, наблюдатель в системе К скажет, что на шар массой т действует сила, равная та, и начнет искать тело, которое своим действием создает эту силу. Однако такого тела он, естественно, не найдет. Тогда наблюдатель в системе К придет к заключению, что в этой системе отсчета не выполняются законы Ньютона не выполняется закон инерции, ибо шар не сохраняет состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, хотя никакие тела на него не действуют шар имеет ускорение, которое не вызвано силой в ньютоновском понимании. Таким образом, наблюдатель в системе отсчета К отнесет эту систему к классу неинерциальных. [c.197]

Физический смысл сил инерции только в том, что они учитывают ускорение тела, равномерно и прямолинейно движущегося относительно неинерциальной системы отсчета,—ускорение, имеющее место вследствие ускоренного движения системы отсчета. Прибавление сил инерции к внешним силам, действующим на тело, равносильно вычитанию из суммы внешних сил той их части, которая определяет центростремительное и кориолисово ускорение тела (в случае вращающейся системы отсчета) или ускорение неинерциальной системы отсчета (при поступательном ее движении) Оставшаяся часть внешних сил определяет ускорение относительно неинерциальной системы отсчета. [c.168]

Ускорение материальной точки относительно неинерциальной системы отсчета возникает под действием силы Р со стороны определенного тела ( ИЛИ тел), а также в результате ускоренного движения системы 8 по отношению к инерциальной системе 8. Ускорение материальной точки, связанное с ускорением неинерциальной системы отсчета по отношению к инерциальной системе, можно трактовать как результат действия сил инерции. Для этих сил нельзя указать источник в виде определенного тела, действующего на данную материальную точку. Поэтому данная сила инерции не имеет соответствующей ей противодействующей силы, иначе говоря, силы инерции, в отличие от сил взаимодействия, не подчинены третьему закону Ньютона. [c.172]

Рассматривая уравнение движения Ньютона, уравнение (4.43) и принцип относительности Галилея, можно убедиться в том, что инерциальные системы являются преимуш ественными по сравнению с неинерциальными системами. В самом деле, силы инерции определены, если известны векторы Wo и (л, характеризующие движение неинерциальной системы относительно инерциальной. Кроме того, уравнение движения точки под действием сил со стороны определенных тел справедливо в любой инерциальной систе- ме отсчета, т. е. уравнения движения относительно инерциальной системы в указанном смысле имеют абсолютный характер. С другой стороны, уравнения движения точки под действием сил со стороны определенных тел, вообще говоря, различны в разных неинерциальных системах отсчета (поскольку для этих систем различны ускорение начала Wo и угловая скорость о). [c.172]

В традиционной трактовке веса силы инерции включаются в него только за счет движения Земли, но отнюдь не за счет движения какой-либо другой неинерциальной системы отсчета. При таком, несомненно, более последовательном определении веса состояние невесомости нужно трактовать как статическое состояние при отсутствии сил реакции в неинерциальной системе. Вес же тела изменяется только за счет изменения положения тела относительно Земли. [c.109]

Действительно, в инерциальных системах отсчета единственной причиной ускоренного движения какого-нибудь тела являются силы, действующие на него со стороны других тел. В неинерциальных системах отсчета ускорение тела нельзя полностью объяснить действием сил со стороны других конкретных тел, так как часть этого ускорения обусловлена изменением состояния движения самой системы отсчета. Поэтому при построении теории механического движения в НИСО можно было бы пойти по пути коренного пересмотра представлений, сложившихся в результате наблюдений за движением материальных тел в инерциальных системах отсчета например, можно было бы допустить, что ускорения тел относительно неинерциальной системы отсчета могут вызываться не только силами, но и некоторыми другими факторами, не сводящимися к силам (специфические особенности движения самой системы отсчета). Однако исторически был принят иной путь, а именно принято считать, что так же, как и в инерциальных системах отсчета, ускорения материальных тел в НИСО вызываются только силами, при этом наряду с обычными силами взаимодействия вводятся и необычные силы инерции (45.10) и (45.11). [c.257]

Г. В элементарном курсе физики рассматриваются простейшие примеры г.сикерциальных систем отсчета, дви-жуьлнхся поступательно. В неинерипальных системах отсчета (1.2.1.6°) законы Ньютона ье выполняются. Покой или движение материальных точек и тел в неинерциальных системах отсчета описывают уравнениями, по форме аналогичными уравнению второго закона Ньютона (1.2.4.Г), но в уравнения вводятся силы инерции. [c.63]

В том случае, когда мы (пользуясь первичн1з1мн телами отсчета) встречаемся со смешанными системами отсчета, их свойства опреде- тяются одновременным действием как сил тяготения, так и сил инерции. В этом случае, как мы убедились, ответ на вопрос о том, является ли данная система отсчета инерциальноп или неинерциальной, зависит не только от характера движения этой системы отсчета относительно коперниковой, но и от того, где расположены тела, движение которых в этой системе отсчета нам предстоит рассматривать. Если все эти тела находятся вблизи тела отсчета, то силы тяготения и силы инерции почти компенсируют друг друга и система отсчета оказывается практически инepциaль юй, несмотря на то, что она движется с ускорением относительно коперниковой. [c.339]

В неинерциальных системах отсчета помимо обычных сил на все тела действуют силы инерции, которые сообщают всякому телу в этих системах отсчета ускорения, пропорциональные массе тела. Поэтому в уравнениях, описьшаюи их движение тел относительно неинерциаль-ной системы отсчета, помимо обычных сил, действующих на тела, движение которых рассматривается, должны фигурировать и силы инерции. Однако в то время как величины обычных сил мы можем определить, зная конфигурацию тел, между которыми эти силы действуют, и относительную скорость движения этих тел, для сил инерции мы этого сделать не можем, поскольку эти силы зависят не от [c.341]

Нужно учесть, что эта разность ускорений может зависеть не только от того, с каким ускорением иеинерциальная система отсчета движется относительно инерциальной, но и от того, как данное тело движется в неинерциальной системе отсчета рассмотрев только один частный случай, например, когда данное тело покоится в неинерциальной системе отсчета, естественно, мы найдем ответ только для данного частного случая чтобы получить достаточно общий ответ на вопрос о величине сил инерции в разных неннерциальных системах отсчета, нам придется сопоставить ускорения данного тела в двух системах отсчета, во-первых, при различных движениях неинерциальной си- [c.342]

Однако если компенсация сил инерции и сил тяготения почему-либо нарушается, то нарушается инерциальность связанной с корпусом корабля системы отсчета. Но в неинерциальной системе отсчета ни одно свободное тело не может покоиться. Оно будет двигаться под действием суммы сил инерции и сил тяготения направление движения зависит от того, какая из этих сил оказалась больше) и в конце концов ударится о стенку корабля. Если удар будет неупругий, t(j тело прижмется к стенке корабля и действующий на тело некомпенсированный избыток силы тяготения или силы инерции вызовег деформацию тела (в случае упругого удара все кончится так же, но после того как произойдет несколько ударов тела о стенку). [c.358]

В 120 рассматривались силы инерции, вводимые при изучении движения в неинерциальных системах отсчета и имеющие иной смысл, а именно, присоединение их к силам взаимодействия движущейся точки с другими телами позволяет сохранить для уравнений движения по отношению к неинер-циальной системе отсчета тот же вид, что и в инерциальной. Называются эти силы переносной и кориолисовой силами инерции, что исключает смешение с термином просто сила инерции, относящимся к принципу Даламбера. [c.427]

Со времен Галилея известно, однако, что именно этим свойством отличается поле тяготения, в котором все массы приобретают одинаковые ускорения. Масса в поле тяготения является количественной характеристикой силы, с которой тело притягивается к другим телам ( тяжелая масса). С другой стороны, при движении тела под действием других сил, отличных от сил тяготения, масса является количественной характеристикой инертности тел, т. е. их способности замедлять процесс изменения собственной скорости ( инертная масса). Понятия инертной и тяжелой масс, казалось бы, не имеют между собой ничего общего, поскольку первое из них относится к движению в любых нолях, а второе — только в гравитационных полях. Тем более примечательными оказались эксперименты Р. Этвеша (1848—1919), показавшего (с достаточно большой точностью), что обе массы пропорциональны друг другу, и, следовательно, выбором единиц их можно сделать просто равными. Этот результат, первоначально казавшийся случайным, Эйнштейн воспринял как фундаментальный физический принцип, давший возможность сделать вывод о локальной эквивалентности полей сил инерции и тяготения и тем самым установить принцип эквивалентности инертной и тяжелой масс ). Следующее простое рассуждение, принадлежащее Эйнштейну, иллюстрирует эту мысль. Предположим, что в кабине лифта свободно падает твердое тело. Если кабина лифта покоится относительно Земли, то тело будет двигаться в локально однородном поле тяжести с постоянным ускорением g. Пусть теперь одновременно с телом свободно падает и кабина лифта. При одинаковых начальных условиях для кабины и тела последнее будет находиться в покое относительно кабины. В ускоренной (неинерциальной) системе отсчета, связанной с кабиной, на тело наряду с силой тяжести бу,дет действовать равная и противополоокная ей по направлению сила инерции, и под действием этих двух сил тело будет находиться в равновесии ( невесомость ). [c.474]

Допущение же о том, что для некоторых сил нельзя указать тела, со стороны которых данная сила действует, никак не затрагивает основного закона движения и вообще основ механики Ньютона, а лишь заставляет отказаться от некоторых хотя и существенных, но не основных положений механики Ньютона. Поскольку у нас нет другого выбора, необходимость заставляет нас, пользуясь не коперниковыми, а неинерциальными системами отсчета, признать существование сил, для которых мы не можем указать конкретных тел, со стороны которых эти силы действуют. Хотя во всем остальном эти силы не отличаются от тех обычных сил , с которыми мы имеем дело в механике Ньютона, но все же указанное отличие этих новых сил от обычных столь существенно, что представляется щ лесообразным выделить их в особый класс сил. Этот класс сил, которые действуют в системах отсчета, движущихся с ускорением относительно копер-ииковой, и для которых нельзя указать тех конкретных тел, со стороны коих эти силы действуют, называют силами инерции ). [c.336]

Система отсчета, связанная со вторым космическим кораблем, движется в коперниковой системе отсчета так же, как и первая, и, следовательно, в ней действует такое же, как и в первой системе отсчета, поле сил инерции с напряженностью —g, которое, однако, в отличие от первой системы отсчета не компенсируется гюлем тяготения, поскольку последнее отсутствует. Итак, две системы отсчета, движущиеся с одинаковым ускорением относительно коперниковой системы отсчета, оказываются различными по своим свойствам (одна — инер-циальной, а другая — неинерциальной) вследствие того, что движения тел отсчета, с которыми эти системы отсчета связаны, вызываются силами разной природы. [c.355]

Следует заметить, что каждому относительному движению тела, т. е. движению по отношению к выбранной подвижной (неинерциальной) системе отсчета, соответствует движение некоторого точно такого же тела относительно системы инерциальной, абсолютной . Чтобы осу-ш ествить такое абсолютное движение тела, надо воспроизвести не только те же реальные физические силы, которые действовали на исходное тело, но и добавить новые физические силы. Вот эти силы в точности соответствуют эйлеровым силам инерции в данном относительном движении исходного тела. Эйлеровы силы инерции определяются как реальные силы, действуюш ие на тело, в иред-иоложении, что подвижная система отсчета условно принимается за неподвижную. Нанример, если новорачиваю-ш ийся автобус условно примем за неподвижный, то те силы, которые мешают нам пройти в нем но одной доске , приходится считать реальными. [c.36]

Однако если наша система отсчета движется но отношению к инерциальной системе неравномерно или ненря-молинейно, то она не может быть инерциальной, так как в ней уже не будет соблюдаться закон инерции, не будут проявляться свойства инерции массивных тел, а следовательно, потеряют свою силу законы движения и сохранения — основные законы механики. Произойдет это потому, что помещенная в неинерциальную систему материальная точка будет иметь ускорение даже при отсутствии внеш-них действующих сил, поскольку даже без них она будет участвовать в ускоренном поступательном или вращательном движении самой системы отсчета. [c.10]

Возвращаясь к общему случаю подвижных систем отсчета, т. е. неинерциальных, вспомним основное уравнение динамики для движения материальной точки в таких системах (1. 12). Механика движения в таких системах относительного движения отличается от механики абсолютного движения, а стало быть — движения в инерциаль-ных системах, необходимостью учета, наряду с реальными, физическими силами, еще и псевдосил — эйлеровых сил инерции — переносной и кориолисовой. В расчет должны приниматься эйлеровы силы инерции всех точек и всех частиц, составляющих рассматриваемую механическую систему, сплошное тело. [c.39]

Силы инерции не вызываются воздействиями на данную материальную точку или тело каких-либо других тел или полей. Появление сил инерции отражает неинерциальность движения самой системы отсчета. В остальном силы инерции характеризуются теми же признаками, что и обычные силы в механике (модулем, направлением, точкой прило- [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...