Ce cadre de referință sunt numite cadre inerțiale? Exemple ale cadrului de referință inerțial

Filozofii antice au încercat să înțeleagă esența mișcării, să dezvăluie influența stelelor și a soarelui asupra omului. În plus, oamenii au încercat întotdeauna să identifice acele forțe care acționează asupra punctului material în procesul de mișcare, precum și în momentul de odihnă.

Aristotel credea că, în absența mișcării pe corp, nici un efect al unei forțe. Să încercăm să aflăm care cadre de referință se numesc cadre inerțiale, dăm exemplele acestora.

Stare de odihnă

În viața de zi cu zi este dificil să se identifice această condiție. Practic, toate tipurile de mișcare mecanică presupun prezența forțelor străine. Motivul este forța de frecare, care nu permite multor obiecte să-și părăsească poziția inițială, să părăsească starea de odihnă.

Având în vedere exemplele cadrului inerțial de referință, observăm că toate corespund legii lui Newton. Numai după descoperirea sa a fost posibil să se explice starea de odihnă, pentru a indica forțele care acționează în această stare asupra corpului.

Declarația 1 a legii lui Newton

În interpretarea modernă, el explică existența sistemelor de coordonate în privința cărora se poate lua în considerare absența influenței asupra punctului material al forțelor externe. Din punctul de vedere al lui Newton, cadrele inerțiale sunt numite cadre de referință, ceea ce ne permite să considerăm conservarea vitezei corpului pentru o lungă perioadă de timp.

defini

Care cadre de referință sunt inerțiale? Exemple de ele sunt studiate în cursul școlii fizicii. Inerțial ia în considerare astfel de cadre de referință, în raport cu care punctul material se mișcă cu o viteză constantă. Newton a precizat că orice organism poate fi într-o astfel de stare, până când nu este nevoie să se aplice forțelor sale capabile să schimbe o astfel de stare.

În realitate, legea inerției nu este îndeplinită în toate cazurile. Analizând exemplele cadrelor de referință inerțiale și neinerțiale, să luăm în considerare o persoană care ține pe balustrade într-un vehicul în mișcare. Cu o mașină de frânare bruște omul se mișcă automat în raport cu transportul, în ciuda lipsei forței exterioare.

Se pare că nu toate exemplele cadrului inerțial de referință corespund cu formularea legii lui Newton. Pentru a clarifica legea inerției, mai precisă definiția sistemelor numărare, în care este executată imaculat.

Tipuri de sisteme de referință

Ce cadre de referință sunt numite cadre inerțiale? Curând va deveni clar. "Oferiți exemple de cadre de referință inerțiale în care se află legea lui Newton" - o sarcină similară este oferită studenților care au ales fizica ca examen în clasa a IX-a. Pentru a face față sarcinii, este necesar să avem o idee de cadre de referință inerțiale și non-inerțiale.

Inerția presupune păstrarea mișcării rectilinii sau a mișcării uniforme a corpului atâta timp cât corpul este izolat. "Izolate" sunt considerate a fi corpuri care nu sunt conectate, nu interacționează, sunt îndepărtate unele de altele.

Să luăm în considerare câteva exemple de cadru de referință inerțial. Dacă considerăm că steaua din Galaxie este sistemul de referință și nu autobuzul în mișcare, punerea în aplicare a legii de inerție a pasagerilor care dețin feroviarul va fi perfectă.

În timpul frânării, vehiculul va continua să se deplaseze uniform până când acesta este afectat de alte corpuri.

Ce exemple de sistem de referință inerțial pot fi date? Ei nu ar trebui să aibă o legătură cu corpul analizat, să-i influențeze inerția.

Pentru astfel de sisteme legea lui Newton este satisfăcută. În viața reală, este dificil să se ia în considerare mișcarea unui corp în raport cu cadrele de referință inerțiale. Este imposibil să ajungeți la o stea îndepărtată pentru a efectua experimente de pământ cu ea.

Ca sistem de referință convențional, Pământul este acceptat, în ciuda faptului că el este conectat cu obiecte plasate pe el.

Calculați accelerația în cadrul de referință inerțial de referință este posibilă dacă luăm în considerare suprafața Pământului ca cadru de referință. În fizică, nu există o înregistrare matematică a legii lui Newton, dar el este baza pentru derivarea multor definiții și termeni fizici.

Exemple de sisteme de referință inerțiale

Este uneori dificil pentru elevi să înțeleagă fenomenele fizice. La elevi de nouă ani li se oferă o sarcină cu următorul conținut: "Ce cadre de referință sunt numite inerțiale? Dați exemple de astfel de sisteme. " Să presupunem că căruciorul cu bilele se mișcă inițial pe o suprafață plană, având o viteză constantă. În plus, se mișcă de-a lungul nisipului, ca urmare, mingea este accelerată, în ciuda faptului că nu acționează asupra altor forțe (impactul lor total este zero).

Esența a ceea ce se întâmplă poate fi explicată prin faptul că, în timpul mișcării de-a lungul suprafeței de nisip, sistemul încetează să mai fie inerțial, are o viteză constantă. Exemple de sisteme de referință inerțiale și neinerțiale indică faptul că în timpul unei anumite perioade de timp apare tranziția lor.

La accelerarea corpului, accelerarea acestuia are o valoare pozitivă, iar la frânare acest indicator devine negativ.

Miscarea curbilinii

În ceea ce privește stelele și Soarele, mișcarea Pământului se desfășoară pe o traiectorie curbilinie, care are forma unei elipse. Cadrul de referință în care centrul coincide cu Soarele, iar axele sunt direcționate către anumite stele, vor fi considerate inerțiale.

Rețineți că orice cadru de referință, care va fi rectiliniu și în mișcare uniformă în raport cu sistemul heliocentric, este inerțial. Mișcarea curviinală se realizează cu o anumită accelerare.

Având în vedere faptul că Pământul se află în mișcare în jurul sistemului său de axa de referință, care este asociat cu suprafața sa, în ceea ce se mută heliocentric cu oarecare accelerare. În această situație, se poate concluziona că sistemul de referință, care se referă la mișcările solidă a Pământului cu accelerație în raport cu heliocentric, astfel că nu poate fi considerată ca inerțială. Valoarea de accelerare a unui astfel de sistem este atât de mică încât, în multe cazuri, afectează în mod semnificativ specificitatea fenomenelor mecanice considerate în raport cu acesta.

Pentru rezolvarea problemelor practice de natură tehnică, este obișnuit să se ia în considerare cadrul inerțial al sistemului de referință, care este rigid legat de suprafața Pământului.

Relativitatea lui Galileo

Toate cadrele inerțiale de referință au o proprietate importantă, descrisă de principiul relativității. Esența sa constă în faptul că orice fenomen mecanic în condiții inițiale identice se desfășoară în mod egal independent de cadrul de referință ales.

Echitatea ISO pe principiul relativității este exprimată în următoarele prevederi:

• În astfel de sisteme, legile mecanicii sunt aceleași, deci orice ecuație descrisă de ei, exprimată în termeni de coordonate și timp, rămâne neschimbată.
• Rezultatele experimentelor mecanice efectuate permit să se stabilească dacă cadrul de referință se va odihni sau va efectua o mișcare uniformă rectilinie. Orice sistem poate fi recunoscut în mod condiționat ca fix, dacă celălalt în același timp face o mișcare cu privire la acesta la o anumită viteză.
• Ecuațiile mecanicii rămân neschimbate în ceea ce privește transformările de coordonate în cazul unei tranziții de la un sistem la altul. Se poate descrie același fenomen în diferite sisteme, însă natura lor fizică nu se va schimba în același timp.

Rezolvarea problemelor

Primul exemplu.

Determinați dacă cadrul inerțial de referință este: a) un satelit artificial Pământ, b) o atracție pentru copii.

Răspuns. În primul caz, nu există nici o întrebare cu privire la inerțial de referință, așa cum se deplasează prin satelit pe orbita prin forța gravitației Pământului, prin urmare, mișcarea are loc cu o anumită accelerație.

Atracția nu poate fi, de asemenea, considerată un sistem inerțial, deoarece mișcarea sa de rotație are loc cu o anumită accelerație.

Cel de-al doilea exemplu.

Sistemul de raport este conectat ferm la lift. În ce situații poate fi numită inerțial? Dacă ascensorul: a) cade în jos, b) se mișcă uniform în sus, c) accelerează în sus, d) este orientat uniform în jos.

Răspuns. a) Atunci când există o cădere liberă, există o accelerație, așadar cadrul de referință, care este legat de ascensor, nu va fi inerțial.

b) Cu o mișcare uniformă a ascensorului, sistemul este inerțial.

c) Când se mișcă cu o anumită accelerare, cadrul de referință este considerat inerțial.

d) Ascensorul se mișcă încet, are o accelerație negativă, deci nu poate fi numit cadrul de referință inerțial.

concluzie

De-a lungul existenței sale, omenirea a încercat să înțeleagă fenomenele care apar în natură. Încercările de a explica relativitatea mișcării au fost făcute de Galileo Galileo. Isaac Newton a reușit să obțină legea inerției, care a fost folosită ca postulat de bază în efectuarea calculelor în mecanică.

În prezent, sistemul de poziționare a corpului include un corp, un dispozitiv pentru determinarea timpului și un sistem de coordonate. În funcție de faptul dacă corpul este mobil sau imobil, este posibil să se dea o caracteristică a poziției unui anumit obiect în intervalul de timp necesar.