Неінерційні системи відліку

Хоча існує нескінченна безліч інерційних систем відліку, є принципово інший клас систем відліку, званих неінерційній. У них швидкість частинки змінюється без впливу на неї інших тіл або часток. Наприклад, поспостерігаємо за допомогою відеокамери за каменем, що рухаються по льоду рівномірно і прямолінійно. Якщо зображення формується камерою, що рухається уздовж крижаного поля з прискоренням, то, дивлячись на екран, ми побачимо, що камінь рухається з прискоренням.
Основні положення класичної механіки, сформульовані Ньютоном, виконуються тільки для опису руху в інерційних системах відліку. Як перевірити, чи є дана система інерціальної? Для цього потрібно розглянути найпростіший вид руху щодо цієї системи і перевірити, чи виконується другий закон Ньютона.

Розглянемо для прикладу систему відліку, пов’язану з візком, що рухається з прискоренням. Нехай на абсолютно гладкій поверхні візки стоять будь-які предмети, які можуть ковзати по ній без тертя. У цьому випадку предмети не залишаються нерухомими, а рухаються в сторону, протилежну руху візки з прискоренням. Застосуємо до опису їх руху другої закон Ньютона (рис. 5.1). Направимо вісь X по руху візки, а вісь Y перпендикулярно до її поверхні. Розглянемо сили, що діють на предмет. Уздовж осі Y діє сила тяжіння до Землі і сила реакції з боку візки, які рівні за величиною і протилежні за напрямком. Отже, і. Уздовж осі X сили також не діють, тобто, і, і прискорення предмета. Це суперечить спостереженню. Таким чином, другий закон Ньютона в системі відліку, пов’язаній з рухомої візком, не виконується.
Системи відліку, пов’язані з тілами, що рухаються з прискоренням по відношенню до інерціальним системам, називають неінерційній. Найпростішими неінерційній системами відліку є системи, що рухаються прискорено прямолінійно, і обертові системи.

Посилання на основну публікацію