Сила инерции

Сила инерции (также инерционная сила) — термин, широко применяемый в различных значениях в точных науках, а также в философии, истории, публицистике и художественной литературе.

В точных науках сила инерции обычно представляет собой понятие, привлекаемое в целях удобства при рассмотрении движения материальных тел в неинерциальной системе отсчёта^[1]. Частными случаями такой силы инерции являются центробежная сила и сила Кориолиса. Кроме того, силу инерции применяют для формальной возможности записывать уравнения динамики как более простые уравнения статики (кинетостатика, основанная на принципе Д’Аламбера)^[2].

Вне контекста физики или математики термин «сила инерции» обычно означает некоторое свойство рассматриваемого явления, которое затрудняет изменения и, тем самым, обеспечивает поддержание status quo. В этом употреблении смысл термина зачастую никак не связан с физическим перемещением (изменением положения в пространстве) и понятием силы^[3]. За исключением этого параграфа, статья посвящена значениям термина «сила инерции» в точных науках.

Терминология

Русский термин произошёл от французского словосочетания фр. force d'inertie. В других языках название силы более явно указывает на её фиктивность: в немецком нем. Scheinkräfte^[4] («мнимая», «кажущаяся», «видимая», «ложная», «фиктивная» сила), в английском англ. pseudo force^[5](«псевдо-сила») или англ. fictitious force («фиктивная сила»). Реже в английском используются названия «сила д’Аламбера» (англ. d’Alembert force^[6]) и «инерционная сила» (англ. inertial force^[7]).

Многообразие названий объясняется тем, что термин «сила инерции» применяется для описания трёх различных сил:

• силы, которую удобно ввести при описании движения тела в неинерционной системе отсчёта («переносная сила инерции», «эйлерова сила инерции»^[8]);

• силы-противодействия из третьего закона Ньютона («ньютонова сила инерции»^[9]);

• фиктивной силы, применяющейся в принципе Д’Аламбера («даламберова сила инерции»^[9]).

В результате многозначности термина «возникла путаница, которая продолжается и по сей день, и ведутся непрекращаюшиеся споры о том, реальны или нереальны (фиктивны) силы инерции и имеют ли они противодействие».

Кроме названия, все значения термина объединяет также векторная величина. Она равна произведению массы тела на его ускорение и направлена противоположно ускорению. Краткие определения силы инерции иногда отражают это общее свойство всех значений термина:

Векторная величина, равная произведению массы материальной точки на её ускорение и направленная противоположно ускорению, называется силой инерции^[10].

Реальные и фиктивные силы

В литературе также употребляются термины «фиктивные» и «реальные» силы (последний термин в русскоязычной литературе употребляется редко). Разные авторы вкладывают в эти слова разный смысл:

• у одних авторов реальные силы — это силы, с которыми одно тело непосредственно действует на другое (контактные силы) или силы взаимодействия тела с полями, а фиктивные — те, для которых источник силы указать невозможно^{[источник не указан 143 дня]};

• у других авторов реальные силы — это силы, которые совершают работу, а фиктивные — те, которые работы не совершают^{[источник не указан 143 дня]};

• в некоторых источниках реальные и фиктивные силы употребляются только в контексте принципа д’Аламбера, при этом реальными называются приложенные силы и силы реакции опор, а фиктивными — силы инерции^{[источник не указан 143 дня]}.

В зависимости от избранного определения, силы инерции оказываются реальными или фиктивными, поэтому употребление такой терминологии некоторые авторы считают неудачным и рекомендуют просто избегать её в учебном процессе^[11].

В кругах физиков просматривается тенденция присоединять эпитет «фиктивная» к силам инерции любого типа^{[источник не указан 143 дня]}.