- •Механика
- •Раздел 1. Введение
- •Раздел 2. Кинематика
- •Векторная система отсчета
- •Декартова система отсчета
- •Цилиндрическая или полярная система отсчета
- •Раздел 3. Законы динамики
- •Раздел 4. Законы сохранения
- •Раздел 5. Гравитационное поле
- •Раздел 6. Движение в неинерциальных системах отсчета
- •Раздел 7. Элементы теории относительности. Примеры.
Раздел 6. Движение в неинерциальных системах отсчета
Силы инерции в общем случае. Поступательные и центробежные силы инерции. Сила Кориолиса. Проявление сил инерции в движениях на Земле.
Системы, в которых не выполняется первый закон динамики называются неинерциальными системами.
Силы, действие которых связано с ускоренным движением системы отсчета – силы инерции.
Свойства сил инерции:
-
Мы не можем указать конкретное тело, со стороны которого действуют силы инерции.
-
Силы инерции остаются пропорциональны массе тел.
-
Если силы инерции действуют на систему, то они внешние.
-
Если на систему действуют силы инерции, то в ней не выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса.
Пусть дана неподвижная система S и S’ – подвижная система и в системе S:
,
a)
b)
Сила инерции в общем случае.
Пусть система движется поступательно и еще вращается
,
Теорема Кориолиса.
Абсолютное ускорение тела есть векторная сумма ускорений: относительного, переносного и кориолисного.
То есть .
S’: - закон движения тела в S'.
Пример:
Пусть S' движется с ускорением .
Механизм в покое .
Теперь двинем систему с
, - с точки зрения S, а с точки зрения S’ существует сила инерции: – то есть в покое.
Проявление сил инерции в движениях на Земле:
-
Меняется ускорение силы тяжести .
-
Форма земли – геоид.
-
Волга движется вверх.
Раздел 7. Элементы теории относительности. Примеры.
-
C = const (верхняя граница)
-
Пусть все законы физики выполняются во всех системах, то есть все наблюдатели S равноправны.
В t = 0 S и S’ находятся в одной точке, потом происходит движение.
Разместим лампочку в 0. Фронт волны в S:
В S’ такой фронт волны – сфера:
При переходе из S в S’:
При переходе из S’ в S:
-
Если , то x, t – мнимые, следовательно
-
-
Сокращение длины . Пусть в S есть линейка , - длина сохраняется. И наоборот – длина покоящейся больше движущейся. Лоренцево сокращение длины.
-
Замедление времени. S. X = const; событие от до – . , то есть и наоборот. X’ = const, S’: интервал времени в системе движущейся больше, чем в покое.
-
События, происходящие в одной точке в системе S в разные промежутки времени в S' различны и по времени и по пространству.