Неинерциальные системы отсчета

Неинерциа́льная систе́ма отсчёта — произвольная система отсчёта, не являющаяся инерциальной. Примеры неинерциальных систем отсчета: система, движущаяся прямолинейно с постоянным ускорением, а также вращающаяся система.

При рассмотрении уравнений движения тела в неинерциальной системе отсчета необходимо учитывать дополнительные силы инерции. Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчёта. Для того, чтобы найти уравнение движения в неинерциальной системе отсчёта, нужно знать законы преобразования сил и ускорений при переходе от инерциальной системы к любой неинерциальной.

В нашем курсе мы ограничимся рассмотрением движения с малыми скоростями, когда можно использовать преобразования Галилея, считая, что пространственно-временные соотношения в неинерциальной системе таковы же, как если бы она была инерциальной.

Силы инерции. В инерциальной системе координат единственной причиной ускорения движения тела являются силы, действующие на него со стороны других тел. Сила всегда есть результат взаимодействия материальных тел.

В неинерциальной системе отсчета можно ускорить тело простым изменением состояния движения системы отсчета. В неинерциальных системах отсчета существуют ускорения, которые не связаны с силами такого же характера, какие известны в инерциальных системах отсчета. Благодаря этому первый закон Ньютона в них не имеет смысла. Третий закон так же утрачивает ясное физическое содержание.

В неинерциальных системах, так же как и в инерциальных, ускорения вызываются только силами, но наряду с «обычными» силами взаимодействия существуют еще силы особой природы, называемые силами инерции.

Второй закон Ньютона в неинерциальных системах имеет следующий вид:

Где -ускорение в неинерциальной системе отсчета, - «обычные» силы, как результат взаимодействия, -силы инерции.

Запишем уравнения движения некоторого тела в неинерциальной и инерциальной системах координат:

«обычные» силы взаимодействия одинаковы в обеих системах, и - ускорения соответственно в инерциальной и неинерциальной системах координат. Из последних уравнений получаем:

Отсюда видно, что силы инерции обуславливают разность между относительным и абсолютным ускорениями. переносное движение — это движение второй СО относительно первой.

Силы инерции существуют только в неинерциальных системах координат. Использование понятия сил инерции при анализе движения в инерциальных системах координат является ошибочным, поскольку в них эти силы отсутствуют.