Инерциальные системы отсчета.

Первый закон Ньютона формулируется следующим образом: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. В обоих названных состояниях ускорение тела равно нулю, поэтому скорость тела остается постоянной (в частности, равной нулю), пока воздействие на это тело со стороны других тел не вызовет ее изменения.

Первый закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчета. Система отсчета, в которой этот закон выполняется, называется инерциальной. Иными словами, система отсчета называется инерциальной, если в этой системе тело находится в покое или движется прямолинейно и равномерно, когда на него не действуют другие тела. Движение при отсутствии воздействия других тел называется движением по инерции, а первый закон Ньютона - законом инерции.

Инерциальных систем отсчета существует бесконечное множество. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы прямолинейно и равномерно, также будет инерциальной.

Системы отсчета, движущиеся с ускорением относительно инерциальных систем отсчета называются неинерциальными. Система отсчета, в которой первый закон Ньютона не выполняется, называется неинерциальной.

Экспериментально установлено, что система отсчета, центр которой совмещен с Солнцем, а оси направлены на соответствующим образом выбранные звезды, является инерциальной. Эта система называется гелиоцентрической. Систему отсчета, связанную с Землей, можно считать инерциальной лишь приближенно из-за ускоренного движения вокруг Солнца и вращения вокруг оси.

Важной особенностью ИСО является то, что по отношению к ним пространство и время обладают определенными свойствами симметрии. Опыт убеждает, что в этих системах отсчета пространство однородно и изотропно, а время однородно.

Однородность и изотропность пространства заключается в том, что свойства пространства одинаковы в различных точках (однородность), а в каждой точке одинаковы во всех направлениях (изотропность)

Однородность времени заключается в том, что протекание физических явлений (в одних и тех же условиях) в разное время их наблюдения одинаково. Иначе говоря, различные моменты времени эквивалентны друг другу по своим физическим свойствам.

По отношению к неинерциальным системам отсчета пространство является неоднородным и неизотропным. Это значит, что если какое-либо тело не взаимодействует ни с какими другими телами, то тем не менее его различные положения в пространстве и его различные ориентации в механическом отношении не эквивалентны. То же самое относится в общем случае и ко времени, которое будет неоднородным (в неинерциальных системах), т. е. его различные моменты не эквивалентны. Ясно, что такие свойства пространства и времени вносили бы большие усложнения в описание механических явлений. Так, например, тело, не подверженное действию со стороны других тел, не могло бы покоиться: если его скорость в некоторый момент времени и равна нулю, то уже в следующий момент тело начало бы двигаться в определенном направлении.

---

Дата добавления: 2015-07-17