Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Неинерциальные С. О. – С.О., движущиеся с ускорением относительно ИСО.

С.О., движущаяся относительно ИСО прямолинейно, с постоянным ускорением.

ω = const , то скорость С. О. υ= ω t << c


 

XYZ – ИСО

X’Y’Z’ – система отсчета, связанная с вагоном

Вагон движется с ускорением ω, то шар перемещается вдоль стержня с ускорением

 

a = -ω

 

XYZ Шар: ∑F=0 По закону инерции его υ=const, т. е. относительно Земли он движется без ускорения. Относительно вагона шар движется с ускорением a = -ω X’Y’Z’ Шар: ∑F=0 Имеет ускорение a в системе отсчета, связанной с вагоном, закон инерции нарушается – возникает ускорение, не вызванное силами: ω=-a

В X’Y’Z’ нарушается закон инерции. Такая система является неинерциальной.

 


X’Y’Z’ или движется равномерно и прямолинейно, пружина не деформирована.

Вагон движется с ускорением, то пружина растягивается и будет сохранять это деформированное состояние до тех пор, пока продолжается ускоренное движение вагона.

 

Шар покоится относительно вагона.

XYZ (ИСО) Шар покоится относительно вагона, следовательно он вместе с вагоном движется относительно Земли с ускорением ω. По второму з-ну Ньютона ускорение вызвано силой F=mω Эта сила приложена к шару со стороны деформированной пружины F=kx= mω X’Y’Z’ (НИСО) Шар покоится относительно вагона, хотя деформированная пружина действует на него с силой F=kx. Следовательно, нарушается второй з-н Ньютона ω =f / m = kx / m

 



Силы инерции

Рис. 1 – шар движется с ускорением a =- ω . Шар ведет себя так, как если бы на него действовала некоторая сила:

I = ma = - mω

Рис. 2 – на шар действует деформированная пружина с силой F = -kx. Она же сообщает шару ускорение относительно вагона.

Дело обстоит так, как если бы на шар действовала некая сила: I = ma =- mω , которая уравновешивала бы силу F.

 

 

Основное уравнение динамики в НИСО


R + I = ma

 

 R – сумма всех сил взаимодействия

I – сила инерции

a – ускорение тела относительно НИСО

Векторная сумма всех сил взаимодействия и сил инерции равна ma относительно НИСО.


Особенности сил инерции

Силы инерции вызваны ускоренным движением самой СО, поэтому к силам инерции не применим второй закон Ньютона

Силы инерции действуют на тело только в НИСО.

Для любой системы тел, находящейся в НИСО, силы инерции являются внешними силами, следовательно, нет замкнутых систем, и поэтому не выполняются законы сохранения.

I~m. Поэтому в поле сил инерции, как и в поле сил тяготения, все тела движутся с одним и тем же ускорением.

Пространство в НИСО неоднородно, неизотропно.

Время в НИСО: неоднородно, ∑Δ≠180°

 

Дата: 2019-12-22, просмотров: 223.