Неінерціальні системи відліку. Сили інерції

Неінерціальною є система відліку, у якій не виконується явище інерції. Це СВ, що рухається з прискоренням відносно ІСВ.

Нехай СВ К' обертається навколо нерухомої осі з кутовою швидкістю w і переміщається поступально відносно СВ К с прискоренням . Точка масою m рухається в СВ К' із прискоренням . Згідно закону перетворення прискорень результуюче прискорення точки в системі відліку К визначається за формулою:

.

Тоді прискорення точки в СВ К' можна знайти за формулою:

.

Помножимо ліву і праву частини останнього рівняння на масу точки:

.

У підсумку одержуємо основне рівняння динаміки точки в НІСВ:

,

де – поступальна сила інерції, обумовлена поступальним рухом НІСВ, – відцентрова сила інерції, обумовлена обертальним рухом СВ. Вектор відцентрової сили спрямований уздовж радіуса окружності від її центра, – сила Коріоліса, яка виникає внаслідок руху тіла в СВ, що обертається.

Особливості сил інерції:

1. Сили інерції обумовлені не взаємодією тіл, а властивостями самих неінерціальних систем відліку. Тому на сили інерції третій закон Ньютона не поширюється.

2. Ці сили існують тільки в неінерціальних системах. В інерціальних системах відліку сил інерції немає і поняття сила в цих системах відліку застосовується тільки як міра взаємодії тіл.

3. Усі сили інерції, подібно силам тяжіння, пропорційні масі тіла. Тому в однорідному полі сил інерції, як і в поле сил тяжіння, усі тіла рухаються з тим самим прискоренням незалежно від їхніх мас.

Відповідність поля тяжіння і поля інерції привело Ейнштейна до формулювання принципу еквівалентності: усі фізичні явища в однорідному полі тяжіння відбуваються так само, як і у відповідному однорідному полі сил інерції.

Дата добавления: 2014-01-04