Todos os quadros de referência são divididos em inercial e não inercial. Um referencial inercial está no centro da mecânica newtoniana. Caracteriza o movimento retilíneo uniforme e um estado de repouso. Um quadro de referência não inercial está associado ao movimento acelerado ao longo de uma trajetória diferente. Esse movimento é definido em relação aos quadros de referência inerciais. O quadro de referência não inercial está associado a efeitos como forças inerciais, centrífugas e Coriolis.
Todos esses processos surgem como resultado do movimento, não da interação entre os corpos. As leis de Newton geralmente não funcionam em quadros não inerciais. Nesses casos, as emendas são adicionadas às leis clássicas da mecânica. As forças devido a movimentos não inerciais são levadas em consideração no desenvolvimento de produtos e mecanismos técnicos, incluindo aqueles com rotação. Na vida, nós os encontramos, movendo-nos em um elevador, andando em um carrossel, observando o clima e o fluxo dos rios. Eles também são levados em consideração ao calcular o movimento da espaçonave.
Quadros de referência inerciais e não inerciais
Os quadros de referência inerciais nem sempre são adequados para descrever o movimento dos corpos. Na física, existem 2 tipos de sistemas de referência: sistemas de referência inerciais e não inerciais. De acordo com a mecânica newtoniana, qualquer corpo pode estar em estado de repouso ou em movimento uniforme e retilíneo, exceto nos casos em que o corpo está sujeito a influência externa. Esse movimento uniforme é chamado de movimento inercial.
O movimento inercial (referenciais inerciais) forma a base da mecânica newtoniana e das obras de Galileu. Se considerarmos que as estrelas são objetos estacionários (o que de fato não é inteiramente verdadeiro), qualquer objeto que se mova de maneira uniforme e retilínea em relação a eles formará quadros de referência inerciais.
Ao contrário dos quadros de referência inerciais, um quadro não inercial se move em relação ao especificado com uma certa aceleração. Além disso, o uso das leis de Newton requer variáveis \u200b\u200badicionais, caso contrário, descreverão inadequadamente o sistema. Para responder à pergunta sobre quais quadros de referência são chamados de não inerciais, vale a pena considerar um exemplo de movimento não inercial. Este movimento é a rotação do nosso e de outros planetas.
Movimento em quadros de referência não inerciais
Copérnico foi o primeiro a mostrar quão complexo um movimento pode ser se várias forças estiverem envolvidas. Antes dele, acreditava-se que a Terra se move por si mesma, de acordo com as leis de Newton, e, portanto, seu movimento é inercial. No entanto, Copérnico provou que a Terra gira em torno do Sol, ou seja, faz um movimento acelerado em relação a um objeto convencionalmente estacionário, que pode ser uma estrela.
Portanto, existem diferentes quadros de referência. Somente aqueles onde há movimento acelerado, que é determinado em relação ao sistema inercial, são chamados não-inerciais.
Terra como quadro de referência
Um quadro de referência não inercial, cujos exemplos podem ser encontrados em quase toda parte, é típico para corpos com uma trajetória complexa de movimento. A Terra gira em torno do Sol, o que cria um movimento acelerado característico de quadros de referência não inerciais. No entanto, na prática cotidiana, tudo o que encontramos na Terra está de pleno acordo com os postulados de Newton. O fato é que as correções para o movimento não inercial para os quadros de referência relacionados à Terra são muito insignificantes e não desempenham um papel importante para nós. E as equações de Newton pela mesma razão acabam sendo geralmente válidas.
Pêndulo de Foucault
No entanto, em alguns casos, as alterações não podem ser evitadas. Por exemplo, o mundialmente famoso pêndulo de Foucault na Catedral de São Petersburgo realiza não apenas oscilações lineares, mas também gira lentamente. Essa virada se deve ao movimento não inercial da Terra no espaço sideral.
Pela primeira vez, isso se tornou conhecido em 1851, após os experimentos do cientista francês L. Foucault. O experimento em si foi realizado não em São Petersburgo, mas em Paris, em um enorme salão. O peso da bola do pêndulo era de cerca de 30 kg e o comprimento da rosca de conexão era de 67 metros.
Nos casos em que apenas as fórmulas de Newton para o referencial inercial não são suficientes para descrever o movimento, as chamadas forças inerciais são adicionadas a eles.
Propriedades de um quadro de referência não inercial
Um quadro de referência não inercial faz vários movimentos em relação ao inercial. Pode ser movimento translacional, rotação, movimentos combinados complexos. Na literatura, há também um exemplo tão simples de um quadro de referência não inercial como uma elevação acelerada. É por causa de seu movimento acelerado que sentimos como somos pressionados ao chão, ou, inversamente, há um sentimento próximo à falta de peso. As leis da mecânica de Newton não podem explicar esse fenômeno. Se você seguir o famoso físico, a qualquer momento a mesma gravidade atuará sobre uma pessoa no elevador, o que significa que as sensações devem ser as mesmas, no entanto, na realidade, tudo é diferente. Portanto, é necessário adicionar uma força adicional às leis de Newton, que é chamada força de inércia.
Força de inércia
A força da inércia é uma força real de ação, embora difira na natureza das forças associadas à interação entre os corpos no espaço. Isso é levado em consideração no desenvolvimento de estruturas e dispositivos técnicos e desempenha um papel importante em seu trabalho. As forças de inércia são medidas de várias maneiras, por exemplo, usando um dinamômetro de mola. Os quadros de referência não inerciais não são fechados, pois as forças inerciais são consideradas externas. As forças de inércia são fatores físicos objetivos e não dependem da vontade e da opinião do observador.
Sistemas de referência inerciais e não inerciais, exemplos dos quais podem ser encontrados em livros de física, são a ação da força inercial, força centrífuga, força Coriolis, transferência de momento de um corpo para outro e outros.
Movimento no elevador
Quadros de referência não inerciais, forças inerciais se manifestam bem durante subidas ou descidas aceleradas. Se o elevador se move para cima com aceleração, a força inercial resultante tende a pressionar a pessoa no chão e, ao frear, o corpo, ao contrário, começa a parecer mais leve. Em termos de manifestações, a força de inércia, neste caso, é semelhante à força da gravidade, mas tem uma natureza completamente diferente. Gravidade é gravidade, que está associada a interações entre corpos.
Forças centrífugas
Forças em referenciais não inerciais também podem ser centrífugas. É necessário introduzir essa força pela mesma razão que a força da inércia. Um exemplo impressionante da ação de forças centrífugas é a rotação em um carrossel. Enquanto a cadeira tende a manter a pessoa em sua "órbita", a força inercial faz com que o corpo seja pressionado contra as costas externas da cadeira. Esse confronto é expresso na aparência de um fenômeno como força centrífuga.
Força de Coriolis
A ação desta força é bem conhecida pela rotação da Terra. É possível chamá-lo de força apenas condicionalmente, pois não é assim. A essência de sua ação é que, durante a rotação (por exemplo, da Terra), cada ponto de um corpo esférico se move em um círculo, enquanto objetos destacados da Terra, idealmente, se movem retilinearmente (como, por exemplo, um corpo voando livremente no espaço). Como a linha de latitude é a trajetória de rotação dos pontos na superfície da Terra e tem a forma de um anel, todos os corpos que são arrancados dela e se movendo inicialmente ao longo dessa linha, movendo-se linearmente, começam a se desviar cada vez mais dela na direção de latitudes mais baixas.
Outra opção é quando o corpo é lançado na direção meridional, mas devido à rotação da Terra, do ponto de vista do observador terrestre, o movimento do corpo não será mais estritamente meridional.
A força de Coriolis tem uma grande influência no desenvolvimento de processos atmosféricos. Sob sua influência, a água atinge a margem oriental dos rios que fluem na direção meridional, corroendo-a gradualmente, o que leva ao aparecimento de falésias. Por outro lado, no oeste, a precipitação é depositada, por isso é mais suave e geralmente é inundada com água durante as inundações. É verdade que essa não é a única razão que leva ao fato de que um lado do rio é mais alto que o outro, mas, em muitos casos, é dominante.
A força de Coriolis também tem confirmação experimental. Foi obtido pelo físico alemão F. Reich. No experimento, os corpos caíram de uma altura de 158 M. Um total de 106 experimentos foram realizados. Ao cair, os corpos se desviaram da trajetória retilínea (do ponto de vista de um observador terrestre) em aproximadamente 30 mm.
Quadros de referência inerciais e a teoria da relatividade
A teoria especial da relatividade de Einstein foi criada em relação aos referenciais inerciais. Os chamados efeitos relativísticos, de acordo com essa teoria, devem surgir no caso de velocidades muito altas do corpo em relação ao observador "estacionário". Todas as fórmulas da teoria especial da relatividade também são escritas para a característica de movimento uniforme do quadro de referência inercial. O primeiro postulado desta teoria afirma a equivalência de qualquer sistema de referência inercial, isto é, a ausência de sistemas especiais e distintos é postulada.
No entanto, isso põe em dúvida a possibilidade de testar efeitos relativísticos (bem como o próprio fato de sua presença), o que levou ao aparecimento de fenômenos como o paradoxo duplo. Como os sistemas de referência associados ao foguete e à Terra são fundamentalmente iguais, os efeitos da dilatação do tempo no par "foguete da Terra" dependerão apenas de onde o observador está. Assim, para um observador em um foguete, o tempo na Terra deve ir mais devagar, e para uma pessoa em nosso planeta, pelo contrário, deve ir mais devagar em um foguete. Como resultado, o gêmeo que permaneceu na Terra verá seu irmão que chegou mais jovem, e aquele que estava no foguete, tendo chegado, deve ver mais jovem do que aquele que permaneceu na Terra. É claro que isso é fisicamente impossível.
Isso significa que, para observar os efeitos relativísticos, você precisa de um quadro de referência especial e dedicado. Por exemplo, supõe-se que observamos um aumento relativístico na vida útil dos múons se eles se movem a uma velocidade próxima à da luz em relação à Terra. Isso significa que a Terra deve (sem alternativa) possuir as propriedades de um quadro de referência básico prioritário, o que contradiz o primeiro postulado do SRT. A prioridade só é possível se a Terra for o centro do universo, que é consistente apenas com a imagem primitiva do mundo e contradiz a física.
Quadros de referência não inerciais como uma maneira infeliz de explicar o paradoxo duplo
Tentativas de explicar a prioridade do sistema de referência "terrestre" não resistem às críticas. Alguns cientistas associam essa prioridade precisamente ao fator de inércia de um e não inércia de outro quadro de referência. Nesse caso, o quadro de referência associado a um observador na Terra é considerado inercial, apesar do fato de que na ciência física é oficialmente reconhecido como não inercial (Detlaf, Yavorsky, curso de física, 2000). Esta é a primeira coisa. O segundo é o mesmo princípio de igualdade de qualquer sistema de referência. Assim, se uma nave espacial deixa a Terra em aceleração, então, do ponto de vista de um observador na própria nave, é estática, e a Terra, pelo contrário, foge dela com velocidade cada vez maior.
Acontece que a própria Terra é um quadro de referência especial ou os efeitos observados têm uma explicação diferente (não relativista). Provavelmente, os processos estão conectados com as peculiaridades do arranjo ou interpretação de experimentos, ou com outros mecanismos físicos dos fenômenos observados.
Conclusão
Assim, quadros de referência não inerciais levam ao aparecimento de forças que não encontraram seu lugar nas leis da mecânica newtoniana. Ao calcular sistemas não inerciais, é obrigatório levar em consideração essas forças, inclusive no desenvolvimento de produtos técnicos.
A primeira lei da mecânica, ou a lei da inércia ( inércia - é propriedade dos organismos manter a velocidade na ausência de outros órgãos atuando sobre ele ), como costuma ser chamado, foi estabelecido pelo Galileo. Mas Newton deu uma formulação estrita dessa lei e a incluiu entre as leis básicas da mecânica. A lei da inércia se aplica ao caso mais simples do movimento - o movimento de um corpo, que não é influenciado por outros corpos. Tais corpos são chamados de corpos livres.
É impossível responder à pergunta de como os corpos livres se movem sem se referir à experiência. No entanto, é impossível realizar um único experimento que mostre em sua forma pura como um corpo que não interage com nada se move, uma vez que não existem. Como ser?
Existe apenas uma saída. É necessário criar condições para o corpo sob as quais a influência de influências externas possa se tornar cada vez menor, e observar aonde isso leva. Pode-se, por exemplo, observar o movimento de uma pedra lisa em uma superfície horizontal após uma certa velocidade ter sido aplicada a ela. (A atração de uma pedra no chão é equilibrada pela ação da superfície sobre a qual repousa, e apenas o atrito afeta a velocidade de seu movimento.) É fácil descobrir que quanto mais suave a superfície, menor a velocidade da pedra. No gelo liso, a pedra desliza por muito tempo, sem alterar visivelmente sua velocidade. O atrito pode ser reduzido ao mínimo usando almofadas de ar - jatos de ar que sustentam o corpo acima de uma superfície sólida ao longo da qual o movimento ocorre. Este princípio é usado no transporte aquático (hovercraft). Com base nessas observações, podemos concluir: se a superfície fosse idealmente lisa, na ausência de resistência do ar (no vácuo), a pedra não mudaria sua velocidade. Foi a essa conclusão que Galileu chegou pela primeira vez.
Por outro lado, é fácil perceber que, quando a velocidade de um corpo muda, a influência de outros corpos é sempre detectada. A partir disso, podemos concluir que um corpo suficientemente distante de outros corpos e, por esse motivo, não interage com eles, se move a uma velocidade constante.
O movimento é relativo, portanto, faz sentido falar apenas sobre o movimento do corpo em relação ao quadro de referência associado a outro corpo. Surge imediatamente a pergunta: um corpo livre se moverá a uma velocidade constante em relação a qualquer outro corpo? A resposta, claro, é não. Portanto, se em relação à Terra um corpo livre se move retilínea e uniformemente, em relação a um carrossel rotativo, o corpo certamente não se moverá assim.
Observar os movimentos dos corpos e pensar sobre a natureza desses movimentos nos leva à conclusão de que os corpos livres se movem a uma velocidade constante, pelo menos em relação a certos corpos e quadros de referência relacionados. Por exemplo, em relação à Terra. Este é o conteúdo principal da lei da inércia.
Portanto primeira lei de Newton pode ser formulado assim:
existem tais sistemas de referência em relação aos quais o corpo (ponto material), na ausência de influências externas sobre ele (ou com sua compensação mútua), mantém um estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme.
Quadro de referência inercial
Primeira lei de Newton afirma (isso pode ser verificado com diferentes graus de precisão pela experiência) que sistemas inerciais existem na realidade. Essa lei da mecânica coloca os quadros de referência inerciais em uma posição privilegiada e especial.
Sistemas de referência, em que a primeira lei de Newton é satisfeita, são chamados de inerciais.
Quadros de referência inercial - são sistemas em relação aos quais um ponto material, na ausência de influências externas ou de sua compensação mútua, repousa ou se move de maneira uniforme e retilínea.
Há um número infinito de sistemas inerciais. O sistema de contagem associado a um trem que viaja a uma velocidade constante ao longo de uma seção reta da linha também é um sistema inercial (aproximadamente), como o sistema associado à Terra. Todos os sistemas de referência inercial formam uma classe de sistemas que se movem de maneira uniforme e retilínea em relação um ao outro. As acelerações de qualquer corpo são as mesmas em diferentes sistemas inerciais.
Como estabelecer que um determinado quadro de referência é inercial? Isso só pode ser feito empiricamente. As observações mostram que, com um alto grau de precisão, é possível considerar o sistema heliocêntrico como um sistema de referência inercial, no qual a origem das coordenadas está conectada ao Sol e os eixos são direcionados a certas estrelas "fixas". Os sistemas de referência conectados rigidamente à superfície da Terra, estritamente falando, não são inerciais, pois a Terra se move em uma órbita ao redor do Sol e ao mesmo tempo gira em torno de seu eixo. No entanto, ao descrever movimentos que não possuem uma escala global (ou seja, universal), os quadros de referência associados à Terra podem ser considerados inerciais com precisão suficiente.
Quadros de referência inerciais são aqueles que se movem de maneira uniforme e retilínea em relação a qualquer quadro de referência inercial.
Galileu descobriu que sem experimentos mecânicos realizados dentro do referencial inercial, é impossível estabelecer se esse referencial está em repouso ou se move de maneira uniforme e retilínea. Esta afirmação é chamada princípio da relatividade de Galileu ou relatividade mecânica.
Este princípio foi posteriormente desenvolvido por A. Einstein e é um dos postulados da teoria especial da relatividade. Os quadros de referência inerciais desempenham um papel extremamente importante na física, pois, de acordo com o princípio da relatividade de Einstein, a expressão matemática de qualquer lei da física tem a mesma forma em cada quadro de referência inercial. No futuro, usaremos apenas sistemas inerciais (sem mencionar isso todas as vezes).
Quadros de referência nos quais a primeira lei de Newton não se aplica são chamados não inerciale.
Tais sistemas incluem qualquer quadro de referência que se move com aceleração em relação ao quadro de referência inercial.
Na mecânica newtoniana, as leis da interação dos corpos são formuladas para uma classe de referenciais inerciais.
Um exemplo de um experimento mecânico no qual a não-inercialidade de um sistema associado à Terra se manifesta é o comportamento pêndulo de Foucault. Este é o nome de uma bola maciça suspensa por um fio suficientemente longo e que executa pequenas vibrações em torno da posição de equilíbrio. Se o sistema associado à Terra fosse inercial, o plano de oscilação do pêndulo de Foucault permaneceria inalterado em relação à Terra. De fato, o plano de giro do pêndulo gira devido à rotação da Terra, e a projeção da trajetória do pêndulo sobre a superfície da Terra parece uma roseta (Fig. 1). FIG. 2
Literatura
- Open Physics 2.5 (http://college.ru/physics/)
- Física: Mecânica. 10ª série: Livro didático. para estudo aprofundado da física / M.M. Balashov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky e outros; Ed. G. Ya. Myakishev. - M.: Abetarda, 2002 - 496 p.
Quadro de referência inercial (ISO) - um quadro de referência no qual a lei da inércia é válida: todos os corpos livres (isto é, aqueles que não são afetados por forças externas ou a ação dessas forças são compensadas) se movem neles retilínea e uniformemente ou descansam neles.
Quadro de referência não inercial - um quadro de referência arbitrário que não é inercial. Qualquer quadro de referência que se mova com aceleração em relação à inercial é não inercial.
Primeira lei de Newton - existem quadros de referência inerciais, ou seja, esses quadros de referência nos quais o corpo se move de maneira uniforme e retilínea se outros corpos não agirem sobre ele. O principal papel desta lei é enfatizar que nesses quadros de referência todas as acelerações adquiridas pelos corpos são conseqüências das interações dos corpos. Uma descrição mais detalhada do movimento deve ser realizada apenas em sistemas de referência inercial.
Segunda lei de Newton afirma que a razão para a aceleração de um corpo é a interação dos corpos, cuja característica é a força. Esta lei fornece a equação básica da dinâmica, que permite, em princípio, encontrar a lei do movimento de um corpo se as forças que atuam nele são conhecidas. Esta lei pode ser formulada da seguinte forma (Fig. 100):
a aceleração de um corpo pontual (ponto material) é diretamente proporcional à soma das forças que atuam no corpo e inversamente proporcional à massa do corpo:
aqui F - a força resultante, isto é, a soma vetorial de todas as forças que atuam no corpo. À primeira vista, a equação (1) é outra forma de escrever a definição de força apresentada na seção anterior. No entanto, isso não é bem verdade. Primeiro, a lei de Newton afirma que a equação (1) inclui a soma de todas as forças que atuam no corpo, o que não está na definição de força. Em segundo lugar, a segunda lei de Newton enfatiza inequivocamente que a força é a causa da aceleração de um corpo, e não vice-versa.
Terceira lei de Newton enfatiza que a causa da aceleração é a ação mútua dos corpos entre si. Portanto, as forças que atuam nos corpos em interação são características da mesma interação. Deste ponto de vista, não há nada de surpreendente na terceira lei de Newton (Fig. 101):
corpos pontuais (pontos materiais) interagem com forças iguais em magnitude e opostas em direção e direcionadas ao longo da linha reta que liga esses corpos:
onde F 12 A força que atua no primeiro corpo a partir do segundo é um F 21 - a força que atua no segundo corpo a partir do primeiro. Obviamente, essas forças são da mesma natureza. Essa lei também é uma generalização de vários fatos experimentais. Observe que, de fato, é essa lei que é a base para determinar a massa de corpos dada na seção anterior.
A equação de movimento de um ponto material em um quadro de referência não inercial pode ser representada como :
onde - peso corpo ,, é a aceleração e velocidade do corpo em relação ao referencial não inercial, é a soma de todas as forças externas que agem sobre o corpo, - aceleração portátil corpo, - aceleração coriolis corpo, é a velocidade angular do movimento de rotação do referencial não inercial em torno do eixo instantâneo que passa pela origem, é a velocidade da origem das coordenadas do referencial não inercial em relação a qualquer referencial inercial.
Esta equação pode ser escrita da forma usual segunda lei de Newtonse introduzirmos forças de inércia:
Nos quadros de referência não inerciais, surgem forças inerciais. A aparência dessas forças é um sinal de um quadro de referência não inercial.
Quadro de referência inercial
Quadro de referência inercial (IFR) é um quadro de referência no qual a primeira lei de Newton (lei da inércia) é verdadeira: todos os corpos livres (isto é, aqueles que não são influenciados por forças externas ou a ação dessas forças são compensadas) se movem retilínea e uniformemente ou estão em repouso. A seguinte formulação é equivalente, o que é conveniente para uso em mecânica teórica:
Propriedades dos sistemas de referência inercial
Qualquer quadro de referência que se mova de maneira uniforme e retilínea em relação ao IFR também é IFR. De acordo com o princípio da relatividade, todas as IFRs são iguais e todas as leis da física são invariantes em relação à transição de uma IFR para outra. Isso significa que as manifestações das leis da física nelas parecem iguais e os registros dessas leis têm a mesma forma em diferentes IFRs.
A suposição da existência de pelo menos um IRF no espaço isotrópico leva à conclusão de que existe um número infinito desses sistemas se movendo um em relação ao outro em todos os tipos de velocidades constantes. Se existirem IFRs, o espaço será homogêneo e isotrópico e o tempo homogêneo; de acordo com o teorema de Noether, a homogeneidade do espaço em relação às mudanças dará a lei da conservação do momento, a isotropia levará à conservação do momento angular e a uniformidade do tempo à conservação da energia de um corpo em movimento.
Se as velocidades do movimento relativo da IRF realizadas pelos corpos reais puderem assumir quaisquer valores, a conexão entre as coordenadas e os instantes de tempo de qualquer "evento" em IRF diferente é realizada pelas transformações do Galileo.
Comunicação com sistemas de referência reais
Sistemas absolutamente inerciais são uma abstração matemática, naturalmente, que não existe na natureza. No entanto, existem sistemas de referência nos quais a aceleração relativa de corpos suficientemente distantes (medida pelo efeito Doppler) não excede 10-10 m / s², por exemplo, o Sistema Internacional de Coordenadas Celestiais em combinação com o Tempo Dinâmico Baricêntrico fornece um sistema no qual as acelerações relativas exceda 1,5,10-10 m / s² (no nível de 1σ). A precisão dos experimentos na análise do tempo de chegada dos pulsos dos pulsares e, logo, nas medidas astrométricas, é tal que, em um futuro próximo, deve ser medida a aceleração do sistema solar quando este se move no campo gravitacional da galáxia, estimado em m / s².
Com graus variados de precisão e dependendo da área de uso, os sistemas inerciais podem ser considerados quadros de referência associados a: Terra, Sol, imóvel em relação às estrelas.
Sistema de coordenadas inerciais geocêntricas
O uso da Terra como ISO, apesar de sua natureza aproximada, é generalizado na navegação. O sistema de coordenadas inerciais, como parte da ISO, é construído de acordo com o seguinte algoritmo. Como ponto de origem, o centro da terra é selecionado de acordo com o modelo adotado. Eixo z - coincide com o eixo de rotação da terra. Os eixos x e y estão no plano equatorial. Deve-se notar que esse sistema não está envolvido na rotação da Terra.
Notas
Veja também
Fundação Wikimedia. 2010.
Veja o que é o "sistema de referência inercial" em outros dicionários:
O quadro de referência, em um enxame, a lei da inércia é verdadeira: Mater. o ponto em que nenhuma força atua sobre ele (ou forças mutuamente equilibradas atuam) está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Qualquer sistema de referência, ... ... Enciclopédia Física
SISTEMA DE CONTAGEM INERCIAL, consulte Sistema de referência ... Enciclopédia Moderna
Sistema de referência inercial - SISTEMA DE RELATÓRIO INERCIAL, consulte Sistema de referência. ... Dicionário Enciclopédico Ilustrado
sistema de referência inercial - inercinė atskaitos sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Quadro de referência galileu; sistema de referência inercial vok. inertiales Bezugssystem, n; Sistema inercial, n; Trägheitssystem, nus. sistema de referência inercial, f pranc ... ...
O referencial em que a lei da inércia é válida: o ponto material, quando nenhuma força atua sobre ele (ou forças mutuamente equilibradas atuam), está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Qualquer ... ... Grande Enciclopédia Soviética
O quadro de referência, no qual a lei da inércia é válida, isto é, um corpo livre de influências de outros corpos, mantém sua velocidade inalterada (em valor absoluto e em direção). É. sobre. é esse (e somente esse) quadro de referência, para o paraíso ... ... Grande Dicionário Politécnico Enciclopédico
O referencial, no qual a lei da inércia é verdadeira: um ponto material, sem forças atuando sobre a ruína, está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. sobre. progressivamente ... História Natural. Dicionário enciclopédico
sistema de referência inercial - O sistema de referência, em relação ao qual o ponto isolado do material está em repouso ou se move retilínea e uniformemente ... Dicionário explicativo terminológico politécnico
Um quadro de referência no qual a lei da inércia é válida: um ponto material, no qual nenhuma força atua, está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Qualquer referencial movendo-se relativamente inercial ... ... Dicionário enciclopédico
Sistema de referência inercial - um sistema de referência no qual a lei da inércia é válida: um ponto material, quando nenhuma força atua sobre ele (ou forças mutuamente equilibradas atuam), está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Todo sistema ... Conceitos da ciência moderna. Glossário dos principais termos
Primeira lei de Newton (lei da inércia)
Existem sistemas de referência chamados inercial (daqui em diante $ - $ ISO), em que qualquer organismo está em repouso ou se move de maneira uniforme e retilínea se outros corpos não agirem sobre ele ou a ação desses corpos for compensada. Em tais sistemas, o corpo manterá seu estado inicial de repouso ou movimento retilíneo uniforme até que a ação de outros corpos o force a mudar esse estado.
ISO $ - $ é uma classe especial de sistemas de referência na qual as acelerações dos corpos são determinadas apenas por forças reais que atuam nos corpos e não pelas propriedades dos sistemas de referência. Como resultado, se nenhuma força atua no corpo ou sua ação é compensada $ \\ vec (R _ ()) \u003d \\ vec (F_1) + \\ vec (F_2) + \\ vec (F_3) + ... \u003d \\ vec (0_ ()) $, então o corpo não altera sua velocidade $ \\ vec (V _ ()) \u003d \\ vec (const) $ e move-se uniformemente retilinearmente ou repousa $ \\ vec (V _ ()) \u003d \\ vec (0 _ ()) $.
Há um número infinito de sistemas inerciais. O sistema de referência associado a um trem que viaja a uma velocidade constante ao longo de uma seção reta da pista também é um sistema inercial (aproximadamente), como um sistema conectado à Terra. Todos os ISOs formam uma classe de sistemas que se movem entre si de maneira uniforme e retilínea. A aceleração de um corpo em ISO diferente é a mesma.
Como estabelecer que esse sistema de referência é inercial? Isso só pode ser feito empiricamente. As observações mostram que, com um alto grau de precisão, o sistema heliocêntrico pode ser considerado um sistema de referência inercial, no qual a origem está conectada ao Sol, e os eixos são direcionados para certas estrelas "fixas". Os sistemas de referência, rigidamente conectados à superfície da Terra, estritamente falando, não são inerciais, já que a Terra se move em uma órbita ao redor do Sol e ao mesmo tempo gira em torno de seu eixo. No entanto, ao descrever movimentos que não têm uma escala global (ou seja, mundial), os quadros de referência associados à Terra podem ser considerados inerciais com precisão suficiente.
Inercial também são sistemas de referência que se movem de maneira uniforme e retilínea em relação a qualquer sistema de referência inercial.
Galileu estabeleceu que é impossível estabelecer, por quaisquer experimentos mecânicos realizados dentro do referencial inercial, se este sistema está em repouso ou se move de maneira uniforme e retilínea. Esta afirmação é chamada o princípio da relatividade de Galileu, ou o princípio mecânico da relatividade.
Esse princípio foi posteriormente desenvolvido por A. Einstein e é um dos postulados da teoria especial da relatividade. Os IFRs desempenham um papel extremamente importante na física, pois, de acordo com o princípio da relatividade de Einstein, a expressão matemática de qualquer lei da física tem a mesma forma em cada IRF.
Sistema de referência não inercial $ - $ um sistema de referência inercial. Nesses sistemas, a propriedade descrita na lei da inércia não funciona. De fato, qualquer referencial que se mova relativamente inercial com a aceleração será não inercial.