Katere referenčne okvire imenujemo inertni okviri? Primeri inercialnega referenčnega okvira

Starodavni filozofi so poskušali razumeti bistvo gibanja, razkriti vpliv zvezd in sonca na človeka. Poleg tega so ljudje vedno poskušali identificirati tiste sile, ki delujejo na materialni točki v procesu njenega gibanja, pa tudi v trenutku počitka.

Aristotel je verjel, da v odsotnosti gibanja na telo ni nobenega učinka nobene sile. Poskusimo ugotoviti, kateri referenčni okviri imenujemo inercijski, podajamo njihove primere.

Država počitka

V vsakdanjem življenju je težko prepoznati ta pogoj. Praktično vse vrste mehanskega gibanja predpostavlja prisotnost tujih sil. Razlog je sila trenja, ki ne omogoča, da mnogi predmeti zapustijo svoj prvotni položaj, da zapustijo stanje počitka.

Glede na primere inercijskega referenčnega okvira ugotavljamo, da vsi ustrezajo Newtonovemu zakonu. Šele po odkritju je bilo mogoče razložiti stanje počitka, da bi označili sile, ki delujejo v tem stanju na telesu.

Izjava 1 Newtonove zakonodaje

V sodobni interpretaciji pojasnjuje obstoj koordinatnih sistemov, v zvezi s katerimi se lahko upošteva odsotnost vpliva na materialno točko zunanjih sil. Z vidika Newtona se inercialni okviri imenujejo referenčni okvirji, ki nam omogočajo, da dolgo časa ohranjamo hitrost telesa.

Opredelitve

Kateri referenčni okvirji so inercialni? Primeri njih se proučujejo v šoli fizike. Inercialni upoštevajte takšne referenčne okvire, glede na katere se materialna točka premika s konstantno hitrostjo. Newton je določil, da je lahko vsako telo v takšnem stanju, dokler ni potrebno uporabljati sile, ki bi lahko spremenile takšno stanje.

V resnici zakon o vztrajnosti v vseh primerih ni izpolnjen. Analiziramo primere inercialnih in neinercialnih referenčnih okvirov, upoštevajmo osebo, ki drži ročaje v gibljivem vozilu. Z nenadnim zavornim strojem se človek premakne glede na prevoz, kljub pomanjkanju zunanje sile.

Izkazalo se je, da vsi primeri inertnega referenčnega okvira ne ustrezajo formulaciji Newtonove zakonodaje. Natančneje pojasniti zakon o vztrajnosti opredelitev sistemov šteje, v katerem je brezhibno izveden.

Vrste referenčnih sistemov

Katere referenčne okvire imenujemo inertni okviri? Kmalu bo postalo jasno. "Navedite primere inercialnih referenčnih okvirov, v katerih drži Newtonov zakon" - podobna naloga se ponudi študentom, ki so fiziko izbrali kot izpit v devetem razredu. Da bi se spopadli z nalogo, je treba imeti idejo o inertnih in neinercialnih referenčnih okvirih.

Inercija predpostavlja ohranitev počitka ali enotno premočrtno gibanje telesa, dokler je telo izolirano. "Izolirano" se šteje za telesa, ki niso povezana, ne delujejo medsebojno, se odstranijo drug od drugega.

Poglejmo si nekaj primerov inertnega referenčnega okvira. Če menimo, da je zvezda v Galaksiji referenčni sistem, in ne gibljiv avtobus, bo izvajanje inercije zakona za potnike, ki imajo na železnici, brezhibno.

Med zaviranjem se vozilo še naprej premika enakomerno, dokler ga ne prizadenejo drugi organi.

Kateri primeri inertnega referenčnega sistema lahko dobimo? Ne bi smele imeti povezave z analiziranim telesom, vplivati ​​na njegovo inercijo.

Za takšne sisteme je Newtonov zakon zadovoljen. V resničnem življenju je težko razmisliti o gibanju telesa glede na inercialne referenčne okvire. Nemogoče je priti do oddaljene zvezde, da bi z njo opravljala zemeljske eksperimente.

Kot konvencionalni referenčni sistem je Zemlja sprejeta kljub dejstvu, da je povezana s predmeti, ki so nanjo nameščeni.

Izračunajte pospešek v inercijskem referenčnem okvirju, če upoštevamo površino Zemlje kot referenčni okvir. V fiziki ni matematičnega zapisa Newtonove zakonodaje, temveč je on, ki je osnova za izpeljavo številnih fizičnih definicij in izrazov.

Primeri inercialnih referenčnih sistemov

Šolskim otrokom je včasih težko razumeti fizične pojave. Za devetletne študente je na voljo naloga z naslednjo vsebino: "Kateri referenčni okviri se imenujejo inercialni? Navedite primere takšnih sistemov. " Predpostavimo, da voziček s kroglo sprva premika na ravno površino, ki ima stalno hitrost. Poleg tega se premika vzdolž peska, zaradi česar se pospešuje krogla kljub dejstvu, da ne deluje na druge sile (njihov skupni učinek je nič).

Bistvo tega, kar se dogaja, je mogoče razložiti z dejstvom, da med premikanjem po peščeni površini sistem preneha biti inercialen, ima konstantno hitrost. Primeri inercialnih in neinercialnih referenčnih sistemov kažejo, da se v določenem časovnem obdobju pojavi njihov prehod.

Pri pospeševanju telesa ima pospešek pozitivno vrednost, pri zaviranju pa ta indikator postane negativen.

Krivulinsko gibanje

Kar zadeva zvezde in Sonce, se gibanje Zemlje izvaja ob krivuljastem poteku, ki ima obliko elipse. Referenčni okvir, v katerem center sovpada s Soncem, in osi so usmerjeni na določene zvezde, bodo šteli za inertne.

Upoštevajte, da je kateri koli referenčni okvir, ki bo pravokoten in enakomerno gibljiv glede na heliocentrični sistem, inercialen. Curvilinearno gibanje se izvaja z nekaj pospeškom.

Ob upoštevanju dejstva, da se Zemlja giblje okoli svoje osi, referenčni okvir, ki je povezan z njegovo površino, premika z nekim pospeškom glede na heliocentrično. V tej situaciji lahko sklepamo, da referenčni okvir, ki je povezan z zemeljsko površino, premika s pospeševanjem glede na heliocentrično, zato ga ni mogoče šteti za inercialno. Toda vrednost pospeševanja takega sistema je tako majhna, da v mnogih primerih bistveno vpliva na specifičnost mehaničnih pojavov, ki jih obravnavamo glede na to.

Za reševanje praktičnih problemov tehnične narave je običajno upoštevati inertni okvir referenčnega sistema, ki je togo povezan z zemeljsko površino.

Relativnost Galilea

Vsi inertni referenčni okviri imajo pomembno lastnost, ki jo opisuje načelo relativnosti. Njegova bistvo je v tem, da se vsak mehanski pojav pod enakimi začetnimi pogoji izvaja enako neodvisno od izbrane referenčne referenčne točke.

Pravičnost ISO na načelu relativnosti je izražena v naslednjih določbah:

• V takih sistemih so zakoni mehanike enaki, zato vsaka enačba, ki jo opisujejo, izražena s koordinatami in časom, ostane nespremenjena.
• Rezultati izvedenih mehanskih eksperimentov omogočajo ugotavljanje, ali bo referenčni okvir počival ali pa bo izvedel pravokotno enakomerno gibanje. Vsak sistem se lahko pogojno prizna kot fiksni, če drugi hkrati z določeno hitrostjo sproži gibanje.
• Enačbe mehanike ostanejo nespremenjene glede na koordinatne transformacije v primeru prehoda iz enega sistema v drugega. Eden lahko opiše isti pojav v različnih sistemih, vendar se njihova fizična narava hkrati ne bo spremenila.

Reševanje problemov

Prvi primer.

Ugotovite, ali je inertni referenčni okvir: a) umetni satelit Zemlje, b) otroška privlačnost.

Odgovor. V prvem primeru ni vprašanj inertnega referenčnega okvira, saj se satelit giblje v orbiti pod vplivom gravitacijske sile, zato se gibanje zgodi z nekim pospeškom.

Privlačnost se tudi ne more šteti za inercialni sistem, saj se njeno vrtenje giblje z nekaj pospeškom.

Drugi primer.

Sistem poročanja je trdno povezan z dvigalom. V katerih situacijah se lahko imenuje inercija? Če dvigalo: a) pade, b) se enakomerno premika navzgor, c) pospeši navzgor, d) je enakomerno usmerjeno navzdol.

Odgovor. a) Pri prostem padu je pospešek, zato referenčni okvir, ki je povezan z dvigalom, ne bo inercialen.

b) Z enakomernim gibanjem dvigala je sistem inercialen.

c) Pri premikanju s pospeškom se referenčni okvir šteje za inertnim.

d) Dvigalo se premika počasi, ima negativen pospešek, zato ga ne moremo imenovati inercialni referenčni okvir.

Zaključek

Skozi vse svoje življenje, človeštvo poskuša razumeti pojav, ki se pojavlja v naravi. Poskusi razložiti relativnost gibanja je naredil Galileo Galileo. Isaac Newton je uspel izpeljati zakon o vztrajnosti, ki je bil uporabljen kot osnovni postulat pri izvajanju izračunov v mehaniki.

Sistem za pozicioniranje telesa trenutno vključuje telo, napravo za določanje časa in koordinatni sistem. Odvisno od tega, ali je telo mobilno ali nepremično, je mogoče v določenem časovnem intervalu dati karakteristiko položaja določenega predmeta.