Введение в рассмотрение сил инерции не является принципиально необходимым. В принципе любое движение можно всегда рассмотреть по отношению к инерциальной системе отсчета. Однако практически часто представляет интерес как раз движение тел по отношению к неинерциальным системам отсчета, например по отношению к земной поверхности. Использование сил инерции дает возможность решить соответствующую задачу непосредственно по отношению к такой системе отсчета, что часто оказывается значительно проще, чем рассмотрение движения в инерциальной системе.
Рассмотрим диск, вращающийся вокруг перпендикулярной к нему оси z ' с угловой скоростью ω (рис. 16). Вместе с диском вращается надетый на спицу шарик, прикрепленный к центру диска пружиной. Шарик при вращении занимает такое положение на спице, при котором сила натяжения пружины оказывается равной произведению массы шарика на центростремительное ускорение ω 2R (R – расстояние шарика от центра диска).
Рис. 16.
Силы инерции во вращающейся системе отсчета
Относительно системы отсчета, связанной с диском, шарик покоится, так как, кроме силы, действующей со стороны пружины, к шарику приложена сила инерции:
fin = mω2R (46)
направленная вдоль радиуса от центра диска. Силу инерции (46), возникающую во вращающейся (по отношению к инерциальным системам) системе отсчета, называют центробежной силой инерции. Различные точки во вращающейся системе отсчета обладают различным по величине и направлению ускорением по отношению к инерциальной системе. В соответствии с этим центробежная сила инерции зависит от положения тела во вращающейся системе отсчета.
Центробежная сила инерции действует на тело во вращающейся системе отсчета независимо от того, покоится тело в этой системе (как мы предполагали до сих пор) или движется относительно нее со скоростью v'.
При точном решении задач о движении тел относительно земной поверхности нужно учитывать центробежную силу инерции, равную тωз2Rз* cosφ, где т — масса тела, ω3 — угловая скорость вращения Земли вокруг ее оси, R3 —радиус земного шара, φ — широта местности.