Inercialni referenčni sistemi

Z začetnimi podatki za vsako gibljivo telo je mogoče izračunati vrednost njegovega pospeševanja, hitrosti, lokacije (koordinate) itd. Vsi taki izračuni se izvajajo v okviru kinematike. Vendar ta del znanosti ne preučuje samih procesov, ki se pojavljajo med mehanskim gibanjem. Za odgovor na vprašanja o značilnostih gibanja je vzrok impulze pospeševanja dinamika.

Vzemimo polja z eno ujemanje znotraj in začnemo premikati na mizi v isti smeri z isto hitrostjo. Kaj se zgodi z tekmo? Ali počiva ali se premika? Vse je odvisno od referenčnega okvira, ki ga izberemo za glavno. V zvezi s poljem se ujema tekma, vendar če pogledate, kaj se dogaja s strani (na primer, enaka tabela), se premakne. Pogosta stvar v obeh primerih je, da je hitrost tekma konstantna. Če ga želite spremeniti, je potrebno na škatlah in ujemanje uporabiti zunanji vpliv, na primer, da ga potisnete iz tabele. To je značilno za inertne referenčne okvire. Recimo, da smo v igri poleg tekme. Ker zunanji ukrep ni očiten, lahko v trenutku padca mislite, da se je tekma premaknila in pridobila zagon pospeševanja. Toda, če pogledate, kaj se dogaja, medtem ko je na mizi, se obnašanje tekme preprosto pojasni s spremembo hitrosti premika škatle. Dejansko smo opisali inertne in neinercialne referenčne okvire. Za prvo je značilno delovanje zunanjega sila, pri slednjem pa posledičnega pospeševanja zunanjih sil ni mogoče razložiti. V tem primer inercialnih referenčnih okvirov so povezani s površino mize in z vsemi drugimi predmeti zunaj polja, saj je očitno zunanji učinek na predmet, ki ga preučujemo. Problem referenčnih okvirov je bil zanimiv za tako ugledne znanstvenike iz antike kot Galileo in Aristotel. Šele v 17. stoletju sem jaz. Newton na podlagi svojega dela oblikoval svojo prvo pravilo vztrajnosti, bolj znan kot Newtonov prvi zakon.

Navaja, da je obstoj takšnih referenčnih okvirov dopusten, pod katerim zunanji vpliv na telo ni prisoten iz drugih teles in se hitrost gibanja ne spreminja niti v vrednosti niti v smeri. Če je več učinkov, vendar so uravnotežene, deluje isto pravilo, ki uporablja inercialne referenčne okvire (ISO). Če upoštevamo referenčni okvir relativno drugemu, z modulom in konstanto hitrosti, potem lahko rečemo, da je v naravi ogromna količina ISO. Posledično nas povsod obdajajo inertni okvirji referenc.

Veliko lažje razumljivo Newtonov prvi zakon, če preberete ugotovitve svojih predhodnikov - Aristotel in Galileo.

Aristotel je trdil, da če telo nima zunanjih vplivov, potem je njeno naravno stanje mir. V primeru premikanja telesa pri konstantni hitrosti mora biti prisotna zunanja sila.

Galileo je dopolnil te zaključke: odsotnost zunanjega vpliva ne pomeni, da se telo ne more premikati enakomerno in brez spreminjanja smeri. Sila, ki deluje, je zapravljena za kompenzacijo privlačnosti, trenja itd.

Inercijski sistem v celoti temelji na prvem zakonu, v skladu s katerim se vsako telo počiva enakomerno, dokler zunanja sila ne spremeni svojega stanja. Pomembna lastnost: tega zakona ni mogoče izvesti v vseh možnih okvirih.

Inercijski sistem je briljantno potrjen in aktivno uporabljen v nebesni mehaniki in kozmonautiki (heliocentrični sistem). Treba je opozoriti, da ni takšnega referenčnega okvira, ki bi bil inercialen za vse možne procese obravnavanega sistema.