Ускоренная система отсчёта
Ускоренная система отсчёта — это система отсчёта, которая движется относительно инерциальной системы с ускорением. В ней движение тел описывают с учётом сил инерции, поэтому законы Ньютона применяют в изменённом виде.
Система отсчёта включает тело отсчёта, координатную систему и часы. Если система движется равномерно и прямолинейно, она инерциальная. Если её скорость изменяется по модулю или направлению, система ускоренная и неинерциальная.
Здесь \(\vec{a}_{\text{отн}}\) — ускорение тела относительно ускоренной системы, \(\vec{F}_{\text{реал}}\) — сумма реальных сил, \(\vec{a}_0\) — ускорение самой системы относительно инерциальной системы, а \(\vec{F}_{\text{ин}}\) — сила инерции. В простейшем случае система движется поступательно, поэтому сила инерции направлена противоположно ускорению системы и имеет модуль \(F_{\text{ин}}=ma_0\).
Пассажир стоит в автобусе, который ускоряется вперёд. Относительно автобуса пассажир отклоняется назад. В ускоренной системе это объясняют действием силы инерции, направленной назад. В инерциальной системе пассажир стремится сохранить прежнюю скорость, а автобус уходит вперёд.
Ускоренная система отсчёта — не то же самое, что равнопеременное движение тела. Ускорение может иметь сама система отсчёта, наблюдаемое тело или оба объекта. Центробежная сила — лишь частный вид сил инерции во вращающейся системе.
Куда направлена сила инерции в системе, которая разгоняется вправо?
Главное
- Ускоренная система отсчёта движется с ускорением или вращается и является неинерциальной.
- Для применения второго закона Ньютона в ней вводят силу инерции \(\vec{F}_{\text{ин}}=-m\vec{a}_0\).
- Сила инерции направлена противоположно ускорению системы и не является результатом взаимодействия тел.