1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Обертальні системи відліку

Обертальні системи відліку

Розглянемо більш складний приклад неінерціальної системи відліку. Нехай система відліку обертається з постійною кутовою швидкістю w навколо нерухомої осі, тобто рухається з прискоренням відносно інерціальної системи відліку.
Розглянемо випадок, коли тіло покоїться щодо обертової системи координат. Тоді його відносна швидкість і відносне прискорення. Переносне прискорення дорівнює абсолютному прискоренню, де R – відстань від тіла до осі обертання, знак «мінус» означає, що і мають протилежні напрямки. Використовуючи визначення сили інерції, отримаємо такий вираз для сили інерції, що діє на тіло, яке покоїться під обертається системі координат.
Ця сила інерції називається відцентровою силою інерції. Вона різна в різних точках обертається системи відліку.

Для прикладу розглянемо диск, що обертається з кутовою швидкістю w навколо перпендикулярної до нього осі. Нехай разом з диском обертається надітий на стрижень кульку, прикріплений до центру диска пружиною (рис. 5.5). Шарик займає на диску таке положення, при якому сила пружності пружини повідомляє йому нормальне прискорення:. Щодо системи відліку, пов’язаної з диском, кулька спочиває, так як крім сили пружності з боку пружини на кульку діє відцентрова сила інерції, спрямована вздовж радіуса від центру диска.

Через обертання Землі система відліку, пов’язана із Землею, не є інерціальній. Якщо розглядати руху тіл в цій системі, то потрібно вводити відцентрову силу інерції у всіх точках поверхні Землі крім полюсів, де r – відстань від поверхні Землі до осі обертання, а w – кутова швидкість обертання Землі навколо її осі. Ця сила перпендикулярна до осі обертання і становить з силою тяжіння деякий кут, що залежить від географічної широти місцевості (рис. 5.6). Дія сил інерції призводить до того, що вага тіла всюди, крім полюсів, дещо менше сили тяжіння.
Неінерційній земної системи відліку виявляється і в тому, що значення прискорення вільного падіння виявляється різним в різних місцях Землі і залежить від географічної широти того місця, де знаходиться пов’язана з Землею система відліку, щодо якої визначається прискорення вільного падіння. Вимірювання, проведені на різних широтах, показали, що числові значення прискорення вільного падіння мало відрізняються один від одного. Тому при не дуже точних розрахунках можна знехтувати Неінерційній систем відліку, пов’язаних з поверхнею Землі, а також відмінністю форми Землі від сферичної, і вважати, що прискорення вільного падіння в будь-якому місці Землі однаково одно 9,8

ПОДІЛИТИСЯ: