Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
19-24.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
205.59 Кб
Скачать

Эйлеровы силы инерции Движение в неинерциальной со Дважды продифференцировав по времени обе части равенства , получаем:

 (11), где:

 есть ускорение тела в инерциальной СО, далее называемое абсолютным ускорением.

 есть ускорение неинерциальной СО в инерциальной СО, далее называемое переносным ускорением.

 есть ускорение тела в неинерциальной СО, далее называемое относительным ускорением.

Существенно, что это ускорение зависит не только от действующей на тело силы, но и от ускорения системы отсчёта, в которой это тело движется, и потому при произвольном выборе этой СО может иметь соответственно произвольное значение.

Относительное ускорение вполне реально[28] в неинерциальной СО, поскольку разница двух реальных величин по (11)   не может быть не реальной.

Умножим обе части уравнения (11) на массу тела   и получим:

 (12)

В соответствии со вторым законом Ньютона, сформулированным для инерциальных систем, член слева является результатам умножения массы на вектор, определяемый в инерциальной системе, и потому с ним можно связать реальную силу:

. Это сила, действующая на тело в первой (инерциальной) СО, которая будет здесь названа «абсолютной силой». Она продолжает действовать на тело с неизменными направлением и величиной в любой системе координат.

Следующая сила, определяемая как:

 (13)

по принятым для наименования происходящих движений правилам должна быть названа «переносной».

Важно, что ускорение   в общем случае никакого отношения к изучаемому телу не имеет, поскольку вызвано теми силами, которые действуют лишь на тело, выбранное в качестве неинерциальной системы отсчёта. Но масса, входящая в выражение, есть масса изучаемого тела. Ввиду искусственности введения такой силы, её нужно считать фиктивной силой.

Перенося выражения для абсолютной и переносной силы в левую часть равенства:

 (14)

и применяя введённые обозначения, получаем:

 (15)

Отсюда видно, что вследствие ускорения в новой системе отсчёта на тело действует не полная сила  , но лишь её часть  , оставшаяся после вычитания из неё переносной силы   так, что:

 (16)

тогда из (15) получаем:

 (17)

по принятым для наименования происходящих движений эта сила должна быть названа «относительной». Именно эта сила вызывает движение тела в неинерциальной системе координат.

Полученный результат в разнице между «абсолютной» и «относительной» силами объясняется тем, что в неинерциальной системе, кроме силы  , на тело дополнительно подействовала некая сила   таким образом, что:

 (18)

Эта сила представляет собой силу инерции, применительно к движению тел в неинерциальных СО. Она никак не связана с действием реальных сил на тело.

Тогда из (17) и (18) получаем:

 (19)

То есть, сила инерции в неинерциальной СО равна по величине и противоположна по направлению силе, вызывающей ускоренное движение этой системы. Она приложена к ускоряемому телу.

Сила эта не является по своему происхождению результатом действия окружающих тел и полей, и возникает исключительно за счёт ускоренного движения второй системы отсчёта относительно первой.

Все входящие в выражение (18) величины могут быть независимым друг от друга образом измерены, и поэтому поставленный здесь знак равенства означает не что иное, как признание возможности распространения ньютоновской аксиоматики при учёте таких «фиктивных сил» (сил инерции) и на движение в неинерциальных системах отсчёта, и потому требует экспериментального подтверждения. В рамках классической физики это действительно и подтверждается.[26]

Различие между силами   и   состоит лишь в том, что вторая наблюдается при ускоренном движении тела в неинерциальной системе координат, а первая соответствует его неподвижности в этой системе. Поскольку неподвижность есть лишь предельный случай движения с малой скоростью, принципиальной разницы между этими фиктивными силами инерции нет.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]