Какви референтни рамки се наричат ​​инерционни рамки? Примери за инерциалната опорна рамка

Древните философи се опитаха да разберат същността на движението, да разкрият влиянието на звездите и слънцето върху човека. В допълнение, хората винаги се опитват да идентифицират онези сили, които действат на материалната точка в процеса на своето движение, както и в момента на почивка.

Аристотел вярваше, че при липса на движение на тялото няма ефект от никаква сила. Нека да се опитаме да разберем кои референтни рамки се наричат ​​инерционни, ние им даваме примерите.

Състояние на почивката

В ежедневието е трудно да се идентифицира това състояние. Почти всички видове механично движение предполагат наличието на външни сили. Причината е силата на триене, която не позволява на много предмети да напуснат първоначалното си положение, да напуснат покой.

Като се имат предвид примерите за инерционната рамка, ние отбелязваме, че те всички отговарят на закона на Нютон. Едва след откриването му е било възможно да се обясни състоянието на почивка, да се посочат силите, действащи в това състояние върху тялото.

Декларация 1 на закона на Нютон

В съвременната интерпретация обяснява съществуването на координатни системи, по отношение на които може да се разгледа липсата на влияние върху материалната точка на външните сили. От гледна точка на Нютон на, наречена инерционни еталонни системи, които ни позволяват да се помисли запазване на скоростта на тялото за дълго време.

дефинира

Кои отправни рамки са инерционни? Примери за тях се изучават в учебния курс по физика. Инерциално помислете за такива референтни рамки, спрямо които материалната точка се движи с постоянна скорост. Нютон уточни, че всяко тяло може да бъде в такова състояние, докато не е необходимо да се прилагат към него сили, способни да променят това състояние.

В действителност законът за инерцията не се изпълнява във всички случаи. Анализирайки примери за инерционни и не-инерционни еталонни рамки, нека разгледаме човек, който държи парапети в движещо се превозно средство. При внезапна спирачна машина човек автоматично се придвижва по отношение на транспорта, въпреки липсата на външна сила.

Оказва се, че не всички примери на инерционната референтна рамка съответстват на формулировката на закона на Нютон. Да се ​​изясни законите на инерцията, по-точно определението на системите броене, в което е безупречно изпълнено.

Видове референтни системи

Какви референтни рамки се наричат ​​инерционни рамки? Скоро ще стане ясно. "Дайте примери за инерционни референтни рамки, в които законът на Нютон е в сила" - подобна задача се предлага и на студенти, избрали физика като изпит в девети клас. За да се справим със задачата, е необходимо да имаме представа за инерционни и не-инерционни еталонни рамки.

Инерцията предполага запазване на почивка или равномерно праволинейно движение на тялото, докато тялото е в изолация. "Изолирани" се считат за тела, които не са свързани, не взаимодействат, се отстраняват един от друг.

Нека разгледаме някои примери за инерционна рамка. Ако считаме звездата в галактиката за референтна система, а не за движеща се автобуса, прилагането на инерционния закон за пътниците, които държат на железопътната линия, ще бъде безупречно.

При спиране превозното средство ще продължи да се движи равномерно, докато не бъде засегнато от други тела.

Какви примери за инерционна референтна система могат да бъдат дадени? Те не трябва да имат връзка с анализираното тяло, да влияят върху неговата инерция.

За такива системи законът на Нютон е удовлетворен. В реалния живот е трудно да се разгледа движението на тялото спрямо инерциалните еталонни рамки. Невъзможно е да стигнете до далечна звезда, за да извършите земни експерименти с нея.

Като конвенционална референтна система Земята се приема, въпреки че тя е свързана с обекти, поставени върху нея.

Изчислете ускорението в инерциалната рамка на справка, ако разгледаме земната повърхност като еталонна рамка. Във физиката няма математически запис на закона на Нютон, но той е този, който е основа за извличането на много физически определения и термини.

Примери за инерционни референтни системи

Понякога е трудно учениците да разберат физическите явления. Деветгодишните студенти получават задача със следното съдържание: "Кои референтни рамки се наричат ​​инерционни? Дайте примери за такива системи. " Да приемем, че количката с топката първоначално се движи на равна повърхност, имаща постоянна скорост. Освен това се движи по пясъка, в резултат на това топката се ускорява, въпреки факта, че тя не действа върху други сили (общото им въздействие е нулево).

Същността на това, което се случва, може да се обясни с факта, че по време на движението по пясъчната повърхност системата престава да бъде инерционна, има постоянна скорост. Примерите за инерционни и не-инерционни референтни системи показват, че в определен период от време им настъпва преходът.

При ускоряване на тялото, ускорението му има положителна стойност, а при спиране индикаторът става отрицателен.

Криволинейно движение

Що се отнася до звездите и Слънцето, движението на Земята се извършва по криволинейна траектория, която има формата на елипса. Референтната рамка, в която центърът съвпада със Слънцето и осите са насочени към определени звезди, ще се счита за инерционна.

Обърнете внимание, че всяка референтна рамка, която ще бъде праволинейна и равномерно се движи по отношение на хелиоцентричната система, е инерционна. Кривилинното движение се извършва с известно ускорение.

Като се има предвид, че Земята се движи около оста си, еталонната рамка, която е свързана с нейната повърхност, се движи с известно ускорение спрямо хелиоцентричната. В тази ситуация можем да заключим, че референтната рамка, която е свързана със земната повърхност, се движи с ускорение спрямо хелиоцентричната, така че не може да се смята за инерционна. Но стойността на ускорението на такава система е толкова малка, че в много случаи значително се отразява на спецификата на механичните явления, разглеждани по отношение на нея.

За решаване на практически проблеми от техническо естество е обичайно да се разглежда инерционната рамка на референтната система, която е твърдо свързана със земната повърхност.

Относителността на "Галилео"

Всички инерционни еталонни рамки имат важно свойство, което е описано от принципа на относителността. Нейната същност се крие във факта, че всяко механично явление при идентични начални условия се извършва еднакво независимо от избраната референтна рамка.

Собствеността на ISO на принципа на относителността е изразена в следните разпоредби:

• В тези системи законите на механика са едни и същи, следователно всяко уравнение, което е описано от тях, изразено в координати и време, остава непроменено.
• Резултатите от проведените механични експерименти дават възможност да се установи дали референтната рамка ще почива или прави праволинейно хоризонтално движение. Всяка система може условно да бъде разпозната като фиксирана, ако другата в същото време прави движение по отношение на нея с определена скорост.
• Уравненията на механиката остават непроменени по отношение на координатните трансформации в случай на преход от една система към друга. Човек може да опише същото явление в различни системи, но физическата им природа няма да се промени едновременно.

Решаване на проблеми

Първият пример.

Определете дали референтната инерционна рамка е: a) изкуствен спътник на Земята, б) атракция за деца.

Отговор. В първия случай няма инерционен еталон, тъй като спътникът се движи в орбита под влиянието на силата на гравитацията, поради което движението се осъществява при известно ускорение.

Привличането също не може да се разглежда като инерционна система, тъй като нейното ротационно движение се осъществява с известно ускорение.

Вторият пример.

Системата за отчитане е здраво свързана с асансьора. В какви ситуации може да се нарече инерционна? Ако асансьорът: а) падне, б) се движи равномерно нагоре, в) ускорява нагоре, г) е насочен надолу.

Отговор. а) Когато има свободно падане, има ускорение, поради което еталонната рамка, която е свързана с асансьора, няма да бъде инерционна.

б) При еднообразно движение на асансьора системата е инерционна.

в) Когато се движите с известно ускорение, референтната рамка се счита за инерционна.

d) Асансьорът се движи бавно, има отрицателно ускорение, така че не може да се нарече инерционна опорна рамка.

заключение

През цялото му съществуване човечеството се опитва да разбере явленията, които се срещат в природата. Опитите да се обясни относителността на движението бяха направени от "Галилео Галилео". Исак Нютон успя да извлече инерционния закон, който беше използван като основен постулат при извършването на изчисления в механика.

Понастоящем системата за позициониране на тялото включва тяло, устройство за определяне на времето и координатна система. В зависимост от това дали тялото е подвижно или неподвижно, е възможно да се даде характеристика на позицията на определен обект в необходимия интервал от време.