Понятие о неинерциальных системах отсчета.

Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчета. Относительно всех инерциальных систем тело движется с одним и тем же ускорением «а».

Неинерциальные системы движутся относительно инерциальных систем с некоторым ускорением «а_н». Поэтому в них законы Ньютона не выполняются.

Однако, эти законы можно применять, если ввести в рассмотрение особые силы – силы инерции.

Рассмотрим две системы отсчета К и Кн. Из них система К – инерциальная, а система Кн– неинерциальная.

Пусть система Кн движется относительно системы К с ускорением «а_н». В инерциальной системе К

уравнение Ньютона для тела массы m движущегося с ускорением «а» имеет вид F=ma.

Тогда относительно неинерциальной системы Кн тело движется с ускорением а’=a-a_н , умножив это равенство на массу тела, получим mа’=ma-ma_н

Это уравнение и представляет собой 2-й закон Ньютона в неинерциальной системе отсчета Кн.

Из него следует, что в неинерциальной системе на тело как бы действует дополнительная сила

которая и называется силой инерции.

С ее введением уравнение Ньютона в неинерциальной системе отсчета принимает вид

 

Сила инерции учитывает влияние ускорения самой неинерциальной системы на характер движения тела относительно этой системы. Силы инерции обнаруживают себя в реальных явлениях. Например, при ускоренном или замедленном движении поезда силы инерции вызывают падение предметов. В центрифугах они используются для разделения веществ.