ერთგვაროვნად და სწორხაზოვნად (ე.ი. ინერციით) მოძრავ (ვარსკვლავებთან შედარებით) მოძრავ სისტემას ინერციული ეწოდება. ცხადია, ასეთი საცნობარო ჩარჩოები უთვალავია, ვინაიდან რომელიმე ინერციული საცნობარო ჩარჩოს მიმართ ერთგვაროვნად და სწორხაზოვნად მოძრავი ნებისმიერი ჩარჩო ასევე ინერციულია.საცნობარო ჩარჩოებს, რომლებიც მოძრაობენ (ინერციული ჩარჩოს მიმართ) აჩქარებით, არაინერციულს უწოდებენ.

ამას გამოცდილება გვიჩვენებს

ყველა ინერციული მითითების სისტემაში, ყველა მექანიკური პროცესი მიმდინარეობს ზუსტად ერთნაირად (იგივე პირობებში).

ეს პოზიცია, რომელსაც ეწოდება ფარდობითობის მექანიკური პრინციპი (ან გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი), ჩამოყალიბდა 1636 წელს გალილეოს მიერ. გალილეომ ეს ახსნა მშვიდი ზღვაზე თანაბრად და სწორხაზოვნად მცურავი გემის სალონში მიმდინარე მექანიკური პროცესების მაგალითით. სალონში დამკვირვებლისთვის ქანქარის რხევა, სხეულების დაცემა და სხვა მექანიკური პროცესები ზუსტად ისევე მიმდინარეობს, როგორც სტაციონარული გემზე. ამიტომ, ამ პროცესებზე დაკვირვებით, შეუძლებელია დადგინდეს არც სიჩქარის სიდიდე და არც გემის გადაადგილების ფაქტი. იმისათვის, რომ ვიმსჯელოთ გემის მოძრაობაზე რაიმე საცნობარო სისტემასთან (მაგალითად, ოკეანის ზედაპირი) მიმართ, აუცილებელია ამ სისტემაზეც დაკვირვება (დანახვა, როგორ შორდებიან წყალზე მწოლიარე ობიექტები და ა.შ.).

XX საუკუნის დასაწყისისთვის. აღმოჩნდა, რომ არა მხოლოდ მექანიკური, არამედ თერმული, ელექტრო, ოპტიკური და ბუნების ყველა სხვა პროცესი და ფენომენი ზუსტად ერთნაირად მიმდინარეობს ყველა ინერციულ საცნობარო სისტემაში. ამის საფუძველზე აინშტაინმა 1905 წელს ჩამოაყალიბა ფარდობითობის განზოგადებული პრინციპი, რომელსაც მოგვიანებით უწოდეს აინშტაინის ფარდობითობის პრინციპი:

ყველა ინერციული მითითების სისტემაში, ყველა ფიზიკური პროცესი მიმდინარეობს ზუსტად ერთნაირად (იგივე პირობებში).

ეს პრინციპი, დებულებასთან ერთად, რომ სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში დამოუკიდებელია სინათლის წყაროს მოძრაობისგან (იხ. § 20), საფუძვლად დაედო აინშტაინის მიერ შემუშავებულ ფარდობითობის სპეციალურ თეორიას.

ნიუტონის კანონები და ჩვენს მიერ განხილული დინამიკის სხვა კანონები სრულდება მხოლოდ ინერციული მითითების ჩარჩოებში. არაინერციულ ინსტრუქციაში ეს კანონები, ზოგადად, აღარ მოქმედებს. განვიხილოთ მარტივი მაგალითი ბოლო განცხადების გასარკვევად.

იდეალურად გლუვ პლატფორმაზე, რომელიც ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობს, იმავე პლატფორმაზე დევს მასის ბურთი დამკვირვებელი. კიდევ ერთი დამკვირვებელი დგას დედამიწაზე არც ისე შორს, სადაც პლატფორმა უნდა გაიაროს. აშკარაა, რომ ორივე დამკვირვებელი დაკავშირებულია ათვლის ინერციულ სისტემასთან.

მოდით ახლა, დედამიწასთან დაკავშირებული დამკვირვებლის გვერდით გავლის მომენტში, პლატფორმა იწყებს მოძრაობას a აჩქარებით, ანუ ხდება არაინერციული მიმართვის სისტემა. ამ შემთხვევაში, ბურთი, რომელიც ადრე ისვენებდა პლატფორმასთან მიმართებაში, დაიწყებს (მასთან შედარებით) მოძრაობას a აჩქარებით, მიმართულების საპირისპირო და პლატფორმის მიერ შეძენილი აჩქარების სიდიდის ტოლი. მოდით გავარკვიოთ, როგორ გამოიყურება ბურთის ქცევა თითოეული დამკვირვებლის თვალსაზრისით.

დამკვირვებლისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ინერციულ საცნობარო სისტემასთან - დედამიწასთან, ბურთი აგრძელებს მოძრაობას ერთნაირად და სწორხაზოვნად ინერციის კანონის სრული დაცვით (რადგან მასზე არანაირი ძალა არ მოქმედებს, გარდა გრავიტაციისა, დაბალანსებული საყრდენის რეაქციით).

დამკვირვებელს, რომელიც დაკავშირებულია არაინერციულ საცნობარო სისტემასთან - პლატფორმასთან, აქვს განსხვავებული სურათი: ბურთი იწყებს მოძრაობას და იძენს აჩქარებას - მაგრამ ძალის გავლენის გარეშე (რადგან დამკვირვებელი ვერ ამჩნევს ზემოქმედებას სხვა სხეულების ბურთზე. რომელიც ანიჭებს აჩქარებას ბურთს). ეს აშკარად ეწინააღმდეგება ინერციის კანონს. ნიუტონის მეორე კანონი ასევე არ არის დაკმაყოფილებული: მისი გამოყენებით დამკვირვებელი მიიღებს, რომ (ძალა) a ეს შეუძლებელია, რადგან არც და არც a არ არის ნულის ტოლი.

ამასთან, შესაძლებელია დინამიკის კანონების გამოყენებადი მოძრაობების აღწერისთვის არაინერციულ ათვლის სისტემაში, თუ მხედველობაში მივიღებთ განსაკუთრებული სახის ძალებს - ინერციის ძალებს. შემდეგ, ჩვენს მაგალითში, პლატფორმაზე დაკავშირებულ დამკვირვებელს შეუძლია ჩათვალოს, რომ ბურთი მოძრაობს ინერციის ძალის მოქმედებით.

ინერციის ძალის შემოღება შესაძლებელს ხდის ნიუტონის მეორე კანონის (და მისი შედეგების) ჩაწერას ჩვეულებრივი ფორმით (იხ. § 7); მხოლოდ მოქმედი ძალის ქვეშ არის საჭირო „ჩვეულებრივი“ ძალებისა და ინერციის ძალების შედეგის გაგება.

სად არის სხეულის მასა და არის მისი აჩქარება.

ინერციის ძალებს ჩვენ ვუწოდეთ "განსაკუთრებული სახის" ძალები, ჯერ ერთი იმიტომ, რომ ისინი მოქმედებენ მხოლოდ არაინერციულ ათვლის ჩარჩოებში და მეორეც იმიტომ, რომ მათთვის, "ჩვეულებრივი" ძალებისგან განსხვავებით, შეუძლებელია სხვა სხეულების მითითება. (განსახილველ სხეულზე), ისინი განპირობებულია. ცხადია, ამ მიზეზით, შეუძლებელია ნიუტონის მესამე კანონის (და მისი შედეგების) გამოყენება ინერციის ძალებზე; ეს არის ინერციული ძალების მესამე თვისება.

ცალკეული სხეულების დაზუსტების შეუძლებლობა, რომელთა მოქმედება (განხილულ სხეულზე) გამოწვეულია ინერციის ძალებით, რა თქმა უნდა, არ ნიშნავს, რომ ამ ძალების გაჩენა საერთოდ არ არის დაკავშირებული რაიმე მასალის მოქმედებასთან. სხეულები. არსებობს სერიოზული მიზეზები ვივარაუდოთ, რომ ინერციის ძალები განპირობებულია სამყაროს მთელი სხეულების მოქმედებით (მთლიანად სამყაროს მასა).

ფაქტია, რომ ინერციის ძალებსა და მიზიდულობის ძალებს შორის დიდი მსგავსებაა: ორივე პროპორციულია სხეულის მასისა, რომელზედაც ისინი მოქმედებენ და, შესაბამისად, აჩქარება, რომელიც სხეულს მისცემს თითოეული ამ ძალის მიერ არ არის დამოკიდებული. სხეულის მასაზე. გარკვეულ პირობებში, ეს ძალები საერთოდ ვერ გამოირჩევიან. მოდით, მაგალითად, კოსმოსური ხომალდი აჩქარებით (ძრავების მუშაობის გამო) მოძრაობდეს სადღაც გარე სივრცეში. მასში მყოფი კოსმონავტი განიცდის ძალას, რომელიც აჭერს მას კოსმოსური ხომალდის „იატაკზე“ (უკანა კედელი მოძრაობის მიმართულების მიმართ). ეს ძალა ზუსტად იგივე ეფექტს შექმნის და ასტრონავტში იგივე შეგრძნებებს გამოიწვევს, რასაც გრავიტაციის შესაბამისი ძალა გამოიწვევდა.

თუ ასტრონავტს სჯერა, რომ მისი ხომალდი სამყაროსთან შედარებით აჩქარებით მოძრაობს, მაშინ მასზე მოქმედ ძალას ინერციის ძალას უწოდებს. თუმცა, თუ კოსმონავტი თვლის, რომ მისი გემი უმოძრაოა და სამყარო ხომალდის გვერდით მიდის იგივე აჩქარებით, მაშინ ის ამ ძალას უწოდებს გრავიტაციულ ძალას. და ორივე თვალსაზრისი აბსოლუტურად თანაბარი იქნება. გემის შიგნით ჩატარებული არც ერთი ექსპერიმენტი ვერ დაამტკიცებს ერთის სისწორეს და მეორეს მცდარობას.

განხილული და სხვა მსგავსი მაგალითებიდან გამომდინარეობს, რომ საანგარიშო სისტემის აჩქარებული მოძრაობა უდრის (სხეულებზე ზემოქმედებით) შესაბამისი გრავიტაციული ძალების წარმოქმნას. ამ პოზიციას ეწოდება მიზიდულობისა და ინერციის ძალების ეკვივალენტობის პრინციპი (აინშტაინის ეკვივალენტობის პრინციპი); ეს პრინციპი ფარდობითობის ზოგადი თეორიის საფუძველია.

ინერციის ძალები წარმოიქმნება არა მხოლოდ სწორხაზოვნად მოძრავში, არამედ მბრუნავ არაინერციულ ათვლის სისტემაშიც. მოდით, მაგალითად, ჰორიზონტალურ პლატფორმაზე, რომელსაც შეუძლია ვერტიკალური ღერძის გარშემო ბრუნვა, იყოს მასის სხეული, რომელიც დაკავშირებულია ბრუნვის ცენტრთან O რეზინის კაბით (სურ. 18). თუ პლატფორმა იწყებს ბრუნვას ω კუთხური სიჩქარით (და, შესაბამისად, გადაიქცევა არაინერციულ სისტემად), მაშინ ხახუნის გამო, სხეულიც ჩაერთვება ბრუნვაში. თუმცა, ის მოძრაობს რადიალური მიმართულებით პლატფორმის ცენტრიდან მანამ, სანამ გაჭიმვის ტვინის მზარდი ელასტიური ძალა არ შეწყვეტს ამ მოძრაობას. შემდეგ სხეული დაიწყებს ბრუნვას O ცენტრიდან დაშორებით.

პლატფორმასთან დაკავშირებული დამკვირვებლის გადმოსახედიდან ბურთის მოძრაობა მასთან მიმართებით გამოწვეულია გარკვეული ძალით, ეს არის ინერციის ძალა, რადგან ის არ არის გამოწვეული ბურთზე სხვა გარკვეული სხეულების მოქმედებით; მას ეწოდება ინერციის ცენტრიდანული ძალა. ცხადია, ინერციის ცენტრიდანული ძალა ტოლია სიდიდით და მიმართულებით საპირისპირო დაჭიმული ტვინის ელასტიური ძალის მიმართ, რომელიც ასრულებს ცენტრიდანული ძალის როლს, რომელიც მოქმედებს სხეულზე, რომელიც ბრუნავს ინერციულ ჩარჩოსთან მიმართებაში (იხ. § 13).

ამრიგად, ინერციის ცენტრიდანული ძალა პროპორციულია სხეულის მანძილისა ბრუნვის ღერძიდან.

ჩვენ ხაზს ვუსვამთ, რომ ინერციის ცენტრიდანული ძალა არ უნდა აგვერიოს "ჩვეულებრივ" ცენტრიდანულ ძალასთან, რომელიც ნახსენებია § 13-ის ბოლოს. ეს არის სხვადასხვა ხასიათის ძალები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა ობიექტებზე: ინერციის ცენტრიდანული ძალა ვრცელდება სხეულზე. და ცენტრიდანული ძალა მიმართულია შეერთებაზე.

დასასრულს აღვნიშნავთ, რომ სიმძიმისა და ინერციის ძალების ეკვივალენტობის პრინციპის თვალსაზრისით, მარტივი ახსნაა მოცემული ყველა ცენტრიდანული მექანიზმის მუშაობაზე: ტუმბოები, გამყოფები და ა.შ. (იხ. § 13).

ნებისმიერი ცენტრიდანული მექანიზმი შეიძლება ჩაითვალოს მბრუნავ არაინერციულ სისტემად, რომელიც იწვევს რადიალური კონფიგურაციის გრავიტაციული ველის გაჩენას, რომელიც შეზღუდულ ტერიტორიაზე მნიშვნელოვნად აღემატება ხმელეთის გრავიტაციულ ველს. ამ ველში, მბრუნავი გარემოს უფრო მკვრივი ნაწილაკები ან ნაწილაკები, რომლებიც სუსტად არიან მიბმული მასზე, მოძრაობენ მისი პერიფერიისკენ (თითქოს ისინი მიდიან "ძირამდე").

მითითების ინერციული სისტემა

მითითების ინერციული სისტემა(ISO) - საცნობარო სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ნიუტონის პირველი კანონი (ინერციის კანონი): ყველა თავისუფალი სხეული (ანუ ისინი, რომლებზეც გავლენას არ ახდენს გარე ძალები ან ამ ძალების მოქმედება კომპენსირდება) მოძრაობს სწორხაზოვნად და ერთნაირად ან დასვენება. ექვივალენტია შემდეგი ფორმულირება, მოსახერხებელი გამოსაყენებლად თეორიულ მექანიკაში:

მითითების ინერციული სისტემების თვისებები

ნებისმიერი საცნობარო სისტემა, რომელიც მოძრაობს ერთნაირად და სწორხაზოვნად IFR-თან მიმართებაში, ასევე არის IFR. ფარდობითობის პრინციპის მიხედვით, ყველა IFR თანაბარია და ფიზიკის ყველა კანონი უცვლელია ერთი IFR-დან მეორეზე გადასვლასთან დაკავშირებით. ეს ნიშნავს, რომ მათში ფიზიკის კანონების გამოვლინებები ერთნაირად გამოიყურება და ამ კანონების ჩანაწერებს აქვთ იგივე ფორმა სხვადასხვა ISO-ში.

იზოტროპულ სივრცეში მინიმუმ ერთი IFR-ის არსებობის ვარაუდი მივყავართ დასკვნამდე, რომ არსებობს ასეთი სისტემების უსასრულო ნაკრები, რომლებიც მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით ყველა შესაძლო მუდმივი სიჩქარით. თუ IFRs არსებობს, მაშინ სივრცე იქნება ერთგვაროვანი და იზოტროპული, ხოლო დრო - ერთგვაროვანი; ნოეთერის თეორემის თანახმად, სივრცის ერთგვაროვნება გადანაცვლებებთან მიმართებაში მისცემს იმპულსის შენარჩუნების კანონს, იზოტროპია გამოიწვევს კუთხური იმპულსის შენარჩუნებას, ხოლო დროის ერთგვაროვნება შეინარჩუნებს მოძრავი სხეულის ენერგიას.

თუ რეალური სხეულების მიერ რეალიზებულ IFR-ების ფარდობითი მოძრაობის სიჩქარეს შეუძლია მიიღოს რაიმე მნიშვნელობა, კავშირი სხვადასხვა IFR-ებში ნებისმიერი „მოვლენის“ კოორდინატებსა და დროებს შორის ხორციელდება გალილეის გარდაქმნებით.

კავშირი რეალურ საცნობარო სისტემებთან

აბსოლუტურად ინერციული სისტემები არის მათემატიკური აბსტრაქცია, რომელიც ბუნებრივად არ არსებობს ბუნებაში. თუმცა, არსებობს საცნობარო სისტემები, რომლებშიც ერთმანეთისგან საკმარისად დაშორებული სხეულების ფარდობითი აჩქარება (გაზომილი დოპლერის ეფექტით) არ აღემატება 10 -10 მ/წმ²-ს, მაგალითად, საერთაშორისო ციური კოორდინატების სისტემა ბარიცენტრულ დინამიურ დროს იძლევა. სისტემა, რომელშიც ნათესავი აღემატება 1,5 10 −10 მ/წმ-ს (1σ დონეზე). ექსპერიმენტების სიზუსტე პულსარებიდან იმპულსების ჩამოსვლის დროის გასაანალიზებლად და მალე ასტრომეტრული გაზომვები ისეთია, რომ უახლოეს მომავალში მზის სისტემის აჩქარება უნდა გაიზომოს გალაქტიკის გრავიტაციულ ველში გადაადგილებისას, რაც შეფასებულია m/s²-ში.

სიზუსტის სხვადასხვა ხარისხით და გამოყენების არეალის მიხედვით, ინერციული სისტემები შეიძლება ჩაითვალოს საცნობარო სისტემებთან, რომლებიც დაკავშირებულია: დედამიწასთან, მზესთან, ვარსკვლავებთან მიმართებაში დაფიქსირებული.

გეოცენტრული ინერციული კოორდინატთა სისტემა

დედამიწის გამოყენება როგორც ISO, მიუხედავად მისი სავარაუდო ბუნებისა, ფართოდ არის გავრცელებული ნავიგაციაში. ინერციული კოორდინატთა სისტემა, როგორც ISO-ს ნაწილი, აგებულია შემდეგი ალგორითმის მიხედვით. დედამიწის ცენტრი არჩეულია O წერტილი - კოორდინატების წარმოშობა მისი მიღებული მოდელის შესაბამისად. ღერძი z - ემთხვევა დედამიწის ბრუნვის ღერძს. x და y ღერძი ეკვატორულ სიბრტყეშია. უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი სისტემა არ მონაწილეობს დედამიწის ბრუნვაში.

შენიშვნები

იხილეთ ასევე

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის „ინერციული საცნობარო სისტემა“ სხვა ლექსიკონებში:

საცნობარო სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი: მატერი. წერტილი, როდესაც მასზე ძალები არ მოქმედებს (ან მასზე ურთიერთგაწონასწორებული ძალები მოქმედებენ), არის დასვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა. ნებისმიერი საცნობარო სისტემა, ...... ფიზიკური ენციკლოპედია

ინერციული მითითება, იხილეთ საცნობარო ჩარჩო... თანამედროვე ენციკლოპედია

მითითების ინერციული სისტემა- ინერციული უკუკავშირი, იხილეთ მითითების ჩარჩო. … ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მითითების ინერციული სისტემა- inercinė atskaitos sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. გალილეის საცნობარო ჩარჩო; ინერციული საცნობარო სისტემა vok. inertiales Bezugssystem, n; ინერციული სისტემა, n; Tragheitssystem, n rus. მითითების ინერციული სისტემა, f pranc.… … საბოლოო ტერმინი

საცნობარო სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი: მატერიალური წერტილი, როდესაც მასზე ძალები არ მოქმედებს (ან ურთიერთგაწონასწორებული ძალები მოქმედებენ), არის დასვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა. ყოველი…… დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

საცნობარო სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი, ანუ სხეული, რომელიც თავისუფალია სხვა სხეულების ზემოქმედებისაგან, ინარჩუნებს სიჩქარეს უცვლელად (აბსოლუტური მნიშვნელობით და მიმართულებით). ი.ს. შესახებ. არის ასეთი (და მხოლოდ ასეთი) მინიშნება სისტემა, სამოთხეში ... ... დიდი ენციკლოპედიური პოლიტექნიკური ლექსიკონი

ათვლის სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი: მატერიალური წერტილი, რომელზედაც არ მოქმედებს ძალები, იმყოფება ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობაში. ნებისმიერი ათვლის სისტემა მოძრაობს IS-თან მიმართებაში. შესახებ. თანდათან... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მითითების ინერციული სისტემა- საცნობარო სისტემა, რომლის მიმართაც იზოლირებული მატერიალური წერტილი ისვენებს ან მოძრაობს სწორი ხაზით და თანაბრად ... პოლიტექნიკური ტერმინოლოგიური განმარტებითი ლექსიკონი

საცნობარო სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი: მატერიალური წერტილი, რომელზედაც არ მოქმედებს ძალები, არის დასვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა. ნებისმიერი მითითების ჩარჩო, რომელიც მოძრაობს ინერციულთან შედარებით ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

საცნობარო სისტემა ინერციული- მითითების სისტემა, რომელშიც მოქმედებს ინერციის კანონი: მატერიალური წერტილი, როდესაც მასზე ძალები არ მოქმედებს (ან ურთიერთგაწონასწორებული ძალები მოქმედებენ), არის დასვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა. ყველა სისტემა... თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. ძირითადი ტერმინების ლექსიკონი

ნებისმიერ სხეულზე შეიძლება გავლენა იქონიოს მის გარშემო არსებულ სხვა სხეულებზე, რის შედეგადაც შეიძლება შეიცვალოს დაკვირვებული სხეულის მოძრაობის მდგომარეობა (დასვენება). ამავდროულად, ასეთი ზემოქმედება შეიძლება იყოს კომპენსირებული (დაბალანსებული) და არ გამოიწვიოს ასეთი ცვლილებები. როდესაც ამბობენ, რომ ორი ან მეტი სხეულის მოქმედება ანაზღაურებს ერთმანეთს, ეს ნიშნავს, რომ მათი ერთობლივი მოქმედების შედეგი იგივეა, რაც ეს ორგანოები საერთოდ არ არსებობდნენ. თუ სხეულზე სხვა სხეულების გავლენა კომპენსირებულია, მაშინ დედამიწასთან შედარებით სხეული ან მოსვენებულ მდგომარეობაშია, ან მოძრაობს სწორი ხაზით და ერთნაირად.

ამრიგად, მივედით მექანიკის ერთ-ერთ ფუნდამენტურ კანონმდე, რომელსაც ნიუტონის პირველ კანონს უწოდებენ.

ნიუტონის პირველი კანონი (ინერციის კანონი)

არსებობს ისეთი საცნობარო სისტემები, რომლებშიც მთარგმნელობით მოძრავი სხეული ისვენებს ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას (მოძრაობა ინერციით) მანამ, სანამ სხვა სხეულების გავლენა არ გამოიყვანს მას ამ მდგომარეობიდან.

რაც ითქვა, სხეულის სიჩქარის ცვლილება (ანუ აჩქარება) ყოველთვის გამოწვეულია ამ სხეულზე ზოგიერთი სხვა სხეულის ზემოქმედებით.

ნიუტონის 1 კანონი მოქმედებს მხოლოდ ინერციული მითითების ჩარჩოებში.

განმარტება

მითითების ჩარჩოებს, რომლებზედაც სხეულს, რომელსაც სხვა სხეულები არ ზემოქმედებენ, ისვენებს ან მოძრაობს ერთნაირად და სწორხაზოვნად, ინერციულს უწოდებენ.

მხოლოდ ემპირიულად არის შესაძლებელი იმის დადგენა, არის თუ არა მოცემული მითითების სისტემა ინერციული. უმეტეს შემთხვევაში, შეიძლება განვიხილოთ ინერციული საცნობარო სისტემა, რომელიც დაკავშირებულია დედამიწასთან ან საცნობარო სხეულებთან, რომლებიც მოძრაობენ ერთნაირად და სწორხაზოვნად დედამიწის ზედაპირზე.

სურათი 1. მითითების ინერციული ჩარჩოები

ამჟამად ექსპერიმენტულად დადასტურებულია, რომ მზის ცენტრთან და სამ „ფიქსირებულ“ ვარსკვლავთან დაკავშირებული ჰელიოცენტრული საცნობარო სისტემა პრაქტიკულად ინერციულია.

ნებისმიერი სხვა საცნობარო სისტემა, რომელიც ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობს ინერციულთან შედარებით, თავისთავად ინერციულია.

გალილეომ დაადგინა, რომ შეუძლებელია იმის დადგენა, არის თუ არა ეს სისტემა მოსვენებულ მდგომარეობაში, თუ მოძრაობს თანაბრად და სწორხაზოვნად, რაიმე მექანიკური ექსპერიმენტით, რომელიც შექმნილია საცნობარო ინერციულ სისტემაში. ამ განცხადებას ეწოდება გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი, ან ფარდობითობის მექანიკური პრინციპი.

ეს პრინციპი შემდგომში შეიმუშავა ა.აინშტაინმა და არის ფარდობითობის სპეციალური თეორიის ერთ-ერთი პოსტულატი. ISO-ები უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ფიზიკაში, ვინაიდან, აინშტაინის ფარდობითობის პრინციპის მიხედვით, ფიზიკის ნებისმიერი კანონის მათემატიკური გამოხატულება თითოეულ ISO-ში ერთნაირი ფორმაა.

თუ საცნობარო სხეული მოძრაობს აჩქარებით, მაშინ მასთან დაკავშირებული საცნობარო ჩარჩო არაინერციულია და მასში არ მოქმედებს ნიუტონის 1-ლი კანონი.

სხეულების თვისებას, შეინარჩუნონ მდგომარეობა დროში (მოძრაობის სიჩქარე, მოძრაობის მიმართულება, მოსვენების მდგომარეობა და სხვ.) ინერცია ეწოდება. მოძრავი სხეულის მიერ სიჩქარის შენარჩუნების ფენომენს გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში ინერცია ეწოდება.

სურათი 2. ავტობუსში ინერციის გამოვლინებები მოძრაობის და დამუხრუჭების დაწყებისას

სხეულთა ინერციის გამოვლინებით, ხშირად ვხვდებით ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ავტობუსის მკვეთრი აჩქარებით მასში მყოფი მგზავრები უკან იხრება (ნახ. 2, ა), ხოლო ავტობუსის მკვეთრი დამუხრუჭებით ისინი წინ იხრება (ნახ. 2, ბ) და როცა ავტობუსი უხვევს მარჯვნივ. - მის მარცხენა კედელზე. ასაფრენი თვითმფრინავის დიდი აჩქარებით, პილოტის სხეული, რომელიც ცდილობს შეინარჩუნოს თავდაპირველი დასვენების მდგომარეობა, დაჭერილია სავარძელზე.

სხეულების ინერცია აშკარად ვლინდება სისტემის სხეულების აჩქარების მკვეთრი ცვლილებით, როდესაც ინერციული ათვლის სისტემა იცვლება არაინერციულით და პირიქით.

სხეულის ინერცია ჩვეულებრივ ხასიათდება მისი მასით (ინერციული მასით).

სხეულზე მოქმედ ძალას არაინერციული ათვლის სისტემიდან ეწოდება ინერციის ძალა

თუ სხეულზე ერთდროულად მოქმედებს რამდენიმე ძალა არაინერციულ საორიენტაციო ჩარჩოში, რომელთაგან ზოგიერთი არის „ჩვეულებრივი“ ძალა, ზოგი კი ინერციული, მაშინ სხეულს ექნება ერთი შედეგიანი ძალა, რომელიც არის მასზე მოქმედი ყველა ძალის ვექტორული ჯამი. . ეს შედეგად მიღებული ძალა არ არის ინერციის ძალა. ინერციის ძალა მხოლოდ მიღებული ძალის კომპონენტია.

თუ ორ თხელ ძაფზე დაკიდებულ ჯოხს ნელა ჭიმავს მის ცენტრში მიმაგრებული კაბელი, მაშინ:

1. კვერთხი გატყდება;
2. ტვინი წყდება;
3. ერთი ძაფი გატყდება;
4. ნებისმიერი ვარიანტი შესაძლებელია, გამოყენებული ძალის მიხედვით

სურათი 4

ძალა ვრცელდება ჯოხის შუაზე, იმ ადგილას, სადაც კაბელი კიდია. ვინაიდან, ნიუტონის 1-ლი კანონის მიხედვით, ნებისმიერ სხეულს აქვს ინერცია, ჯოხის ნაწილი ძაფების შეჩერების ადგილზე გადაადგილდება გამოყენებული ძალის მოქმედებით და ჯოხის სხვა ნაწილები, რომლებზეც ძალა არ მოქმედებს. , დარჩება მოსვენებაში. ამიტომ, ჯოხი გატყდება შეჩერების ადგილზე.

უპასუხე. სწორი პასუხი 1.

მამაკაცი ათრევს ორ შეკრულ ციგას, აყენებს ძალას ჰორიზონტის მიმართ 300 კუთხით. იპოვეთ ეს ძალა, თუ ცნობილია, რომ ციგა ერთნაირად მოძრაობს. ცილის წონაა 40 კგ. ხახუნის კოეფიციენტი 0.3.

$t_1$ = $t_2$ = $m$ = 40 კგ

$(\mathbf \mu )$ = 0.3

$(\mathbf \alpha )$=$30^(\circ)$

$g$ = 9,8 მ/წმ2

სურათი 5

ვინაიდან ციგა მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით, ნიუტონის პირველი კანონის მიხედვით, ცურვაზე მოქმედი ძალების ჯამი ნულის ტოლია. მოდით დავწეროთ ნიუტონის პირველი კანონი თითოეული სხეულისთვის დაუყოვნებლივ ღერძზე პროექციის დროს და დავამატოთ კულონის მშრალი ხახუნის კანონი ციგისთვის:

OX ღერძი OY ღერძი

\[\ მარცხნივ\( \ დასაწყისი (მასივი) (გ) T-F_(tr1)=0 \\ F_(tr1)=\mu N_1 \\ F_(tr2)=\mu N_2 \\ F(cos \alpha - \ )F_(tr2)-T=0 \end(მასივი) \მარჯვნივ.\მარცხნივ\( \დაწყება(მასივი)(c) N_1-mg=0 \\ N_2+F(sin \alpha \ )-mg=0 \end(მასივი) \მარჯვნივ.\]

$F=\frac(2\mu მგ)((cos \alpha \ )+\mu (sin \alpha \ ))=\ \frac(2\cdot 0.3\cdot 40\cdot 9.8)((cos 30() ^\circ \ )+0.3\cdot (sin 30()^\circ \ ))=231.5\ H$

ყველა საცნობარო სისტემა იყოფა ინერციულ და არაინერციულებად. საცნობარო ინერციული სისტემა ემყარება ნიუტონის მექანიკას. იგი ახასიათებს ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას და დასვენების მდგომარეობას. არაინერციული მითითების სისტემა ასოცირდება აჩქარებულ მოძრაობასთან სხვადასხვა ტრაექტორიის გასწვრივ. ეს მოძრაობა განისაზღვრება ინერციული საცნობარო სისტემებთან მიმართებაში. არაინერციული მითითების სისტემა ასოცირდება ისეთ ეფექტებთან, როგორიცაა ინერციული ძალა, ცენტრიდანული ძალა და კორიოლის ძალა.

ყველა ეს პროცესი წარმოიქმნება მოძრაობის შედეგად და არა სხეულებს შორის ურთიერთქმედების შედეგად. ნიუტონის კანონები ხშირად არ მუშაობს არაინერციულ მიმართვის ჩარჩოებში. ასეთ შემთხვევებში ცვლილებები ემატება მექანიკის კლასიკურ კანონებს. არაინერციული მოძრაობით გამოწვეული ძალები მხედველობაში მიიღება ტექნიკური პროდუქტებისა და მექანიზმების შემუშავებისას, მათ შორის ბრუნვით. ცხოვრებაში ვხვდებით მათ, ლიფტში გადაადგილებას, კარუსელში სიარულის, ამინდისა და მდინარეების დინების ყურებას. ისინი ასევე გათვალისწინებულია კოსმოსური ხომალდის მოძრაობის გაანგარიშებისას.

ინერციული და არაინერციული მითითების ჩარჩოები

ინერციული მითითების სისტემა ყოველთვის არ არის შესაფერისი სხეულების მოძრაობის აღწერისთვის. ფიზიკაში არსებობს 2 ტიპის საცნობარო სისტემა: ინერციული და არაინერციული საცნობარო სისტემები. ნიუტონის მექანიკის მიხედვით, ნებისმიერი სხეული შეიძლება იყოს მოსვენებულ მდგომარეობაში ან ერთგვაროვან და სწორხაზოვან მოძრაობაში, გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც სხეულზე ხდება გარეგანი ზემოქმედება. ასეთ ერთგვაროვან მოძრაობას ინერციული მოძრაობა ეწოდება.

ინერციული მოძრაობა (ინერციული საცნობარო სისტემები) არის ნიუტონის მექანიკისა და გალილეოს შრომების საფუძველი. თუ ვარსკვლავებს ფიქსირებულ ობიექტებად მივიჩნევთ (რაც რეალურად მთლად ასე არ არის), მაშინ ნებისმიერი ობიექტი, რომელიც მათ მიმართ თანაბრად და სწორხაზოვნად მოძრაობს, შექმნის ინერციულ მიმართვის ჩარჩოებს.

ათვლის ინერციული ჩარჩოებისგან განსხვავებით, არაინერციული ჩარჩო მოძრაობს მითითებულთან შედარებით გარკვეული აჩქარებით. ამავდროულად, ნიუტონის კანონების გამოყენება მოითხოვს დამატებით ცვლადებს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი არაადეკვატურად აღწერენ სისტემას. იმისთვის, რომ ვუპასუხოთ კითხვას, თუ რომელ ათვლის სისტემას უწოდებენ არაინერციულს, ღირს არაინერციული მოძრაობის მაგალითის გათვალისწინება. ასეთი მოძრაობა არის ჩვენი და სხვა პლანეტების ბრუნვა.

მოძრაობა არაინერციულ მიმართვის ჩარჩოებში

კოპერნიკი იყო პირველი, ვინც აჩვენა, რამდენად რთული შეიძლება იყოს მოძრაობა, თუ რამდენიმე ძალა მონაწილეობს. მანამდე ითვლებოდა, რომ დედამიწა თავისით მოძრაობს, ნიუტონის კანონების შესაბამისად და ამიტომ მისი მოძრაობა ინერციულია. ამასთან, კოპერნიკმა დაამტკიცა, რომ დედამიწა ბრუნავს მზის გარშემო, ანუ ის აჩქარებულ მოძრაობას ახდენს პირობით უძრავ ობიექტთან მიმართებაში, რომელიც შესაძლოა ვარსკვლავი იყოს.

ასე რომ, არსებობს სხვადასხვა საცნობარო სისტემა. არაინერციულს უწოდებენ მხოლოდ მათ, სადაც არის აჩქარებული მოძრაობა, რომელიც განისაზღვრება ინერციულ ჩარჩოსთან მიმართებაში.

დედამიწა, როგორც საცნობარო სისტემა

არაინერციული ათვლის სისტემა, რომლის მაგალითები თითქმის ყველგან გვხვდება, დამახასიათებელია მოძრაობის რთული ტრაექტორიის მქონე სხეულებისთვის. დედამიწა ბრუნავს მზის ირგვლივ, რაც ქმნის აჩქარებულ მოძრაობას, რომელიც დამახასიათებელია არაინერციული საცნობარო სისტემებისთვის. თუმცა, ყოველდღიურ პრაქტიკაში ყველაფერი, რასაც დედამიწაზე ვხვდებით, საკმაოდ შეესაბამება ნიუტონის პოსტულატებს. საქმე ისაა, რომ დედამიწასთან დაკავშირებული საცნობარო სისტემებისთვის არაინერციული მოძრაობის შესწორებები ძალიან უმნიშვნელოა და ჩვენთვის დიდ როლს არ თამაშობს. და ნიუტონის განტოლებები იმავე მიზეზით გამოდის ზოგადად მართებული.

ფუკოს ქანქარა

თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში საჭიროა ცვლილებები. მაგალითად, პეტერბურგის საკათედრო ტაძარში მსოფლიოში ცნობილი ფუკოს გულსაკიდი არა მხოლოდ სწორხაზოვნად ირხევა, არამედ ნელა ბრუნავს. ეს ბრუნვა გამოწვეულია დედამიწის არაინერციული მოძრაობით გარე სივრცეში.

ამის შესახებ პირველად 1851 წელს გახდა ცნობილი ფრანგი მეცნიერის ლ.ფუკოს ექსპერიმენტების შემდეგ. თავად ექსპერიმენტი ჩატარდა არა პეტერბურგში, არამედ პარიზში, უზარმაზარ დარბაზში. ქანქარის ბურთის წონა იყო დაახლოებით 30 კგ, ხოლო შემაერთებელი ძაფის სიგრძე 67 მეტრს აღწევდა.

იმ შემთხვევებში, როდესაც მხოლოდ ნიუტონის ფორმულები ინერციული საანგარიშო სისტემისთვის საკმარისი არ არის მოძრაობის აღსაწერად, მათ ემატება ე.წ. ინერციული ძალები.

არაინერციული მითითების სისტემის თვისებები

არაინერციული ათვლის სისტემა ასრულებს სხვადასხვა მოძრაობას ინერციულთან შედარებით. ეს შეიძლება იყოს წინ მოძრაობა, როტაცია, რთული კომბინირებული მოძრაობები. ლიტერატურაში ასევე მოცემულია არაინერციული საცნობარო სისტემის ისეთი მარტივი მაგალითი, როგორიცაა სწრაფად მოძრავი ლიფტი. სწორედ მისი დაჩქარებული მოძრაობის გამო ვგრძნობთ თავს იატაკზე დაჭერილს, ან, პირიქით, უწონადობის სიახლოვის შეგრძნება გვაქვს. ნიუტონის მექანიკის კანონები ვერ ხსნის ასეთ მოვლენას. თუ ცნობილ ფიზიკოსს მიჰყვებით, მაშინ ნებისმიერ მომენტში იგივე გრავიტაცია იმოქმედებს ადამიანზე ლიფტში, რაც ნიშნავს, რომ შეგრძნებები იგივე უნდა იყოს, თუმცა სინამდვილეში ყველაფერი სხვაგვარადაა. ამიტომ საჭიროა ნიუტონის კანონებს დამატებითი ძალის დამატება, რომელსაც ინერციის ძალა ჰქვია.

ინერციის ძალა

ინერციის ძალა არის რეალური მოქმედი ძალა, თუმცა ის ბუნებით განსხვავდება სივრცეში სხეულებს შორის ურთიერთქმედების ძალებისგან. იგი გათვალისწინებულია ტექნიკური სტრუქტურებისა და მოწყობილობების შემუშავებისას და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მათ მუშაობაში. ინერციის ძალები იზომება სხვადასხვა გზით, მაგალითად, ზამბარის დინამომეტრის გამოყენებით. არაინერციული მითითების ჩარჩოები არ არის დახურული, რადგან ინერციის ძალები გარეგანად ითვლება. ინერციის ძალები ობიექტური ფიზიკური ფაქტორებია და არ არის დამოკიდებული დამკვირვებლის ნებასა და აზრზე.

ინერციული და არაინერციული საცნობარო სისტემები, რომელთა მაგალითები გვხვდება ფიზიკის სახელმძღვანელოებში, არის ინერციული ძალის მოქმედება, ცენტრიდანული ძალა, კორიოლისის ძალა, იმპულსის გადაცემა ერთი სხეულიდან მეორეზე და სხვა.

მოძრაობა ლიფტში

არაინერციული საცნობარო სისტემები, ინერციის ძალები კარგად იჩენენ თავს აჩქარებული ასვლის ან დაღმართის დროს. თუ ლიფტი აჩქარებით მაღლა მოძრაობს, მაშინ მიღებული ინერციის ძალა მიდრეკილია ადამიანს იატაკზე დააჭიროს, ხოლო დამუხრუჭებისას სხეული, პირიქით, უფრო მსუბუქი ჩანს. გამოვლინების თვალსაზრისით ინერციის ძალა ამ შემთხვევაში მიზიდულობის ძალის მსგავსია, მაგრამ მას აქვს სრულიად განსხვავებული ბუნება. გრავიტაცია არის გრავიტაცია, რომელიც დაკავშირებულია სხეულებს შორის ურთიერთქმედებით.

ცენტრიდანული ძალები

ძალები არაინერციულ ათვლის სისტემაში ასევე შეიძლება იყოს ცენტრიდანული. აუცილებელია ასეთი ძალის შემოღება იმავე მიზეზით, როგორც ინერციის ძალა. ცენტრიდანული ძალების მოქმედების თვალსაჩინო მაგალითია ბრუნვა კარუსელზე. მიუხედავად იმისა, რომ სკამი ადამიანს თავის „ორბიტაში“ აკავებს, ინერციის ძალა იწვევს სხეულის დაჭერას სკამის გარე საზურგეზე. ეს დაპირისპირება გამოიხატება ისეთი ფენომენის გამოჩენაში, როგორიცაა ცენტრიდანული ძალა.

კორიოლის ძალა

ამ ძალის მოქმედება კარგად არის ცნობილი დედამიწის ბრუნვის მაგალითზე. მას მხოლოდ პირობითად შეიძლება ეწოდოს ძალა, რადგან ის ასეთი არ არის. მისი მოქმედების არსი მდგომარეობს იმაში, რომ ბრუნვის დროს (მაგალითად, დედამიწა), სფერული სხეულის თითოეული წერტილი მოძრაობს წრეში, ხოლო დედამიწიდან მოწყვეტილი ობიექტები იდეალურად მოძრაობენ სწორი ხაზით (მაგალითად, თავისუფლად მფრინავი სხეული). კოსმოსში). ვინაიდან გრძედი არის დედამიწის ზედაპირზე წერტილების ბრუნვის ტრაექტორია და აქვს რგოლის ფორმა, ნებისმიერი სხეული, რომელიც მოწყვეტილია მისგან და თავდაპირველად მოძრაობს ამ ხაზის გასწვრივ, მოძრაობს წრფივად, უფრო და უფრო იწყებს გადახრას. იგი ქვედა განედების მიმართულებით.

სხვა ვარიანტია, როდესაც სხეული გაშვებულია მერიდიალური მიმართულებით, მაგრამ დედამიწის ბრუნვის გამო, მიწიერი დამკვირვებლის თვალსაზრისით, სხეულის მოძრაობა აღარ იქნება მკაცრად მერიდიალური.

კორიოლისის ძალა დიდ გავლენას ახდენს ატმოსფერული პროცესების განვითარებაზე. მისი ზემოქმედებით წყალი უფრო ძლიერად ურტყამს მერიდიული მიმართულებით მომდინარე მდინარეების აღმოსავლეთ სანაპიროს, თანდათან აფუჭებს მას, რაც იწვევს კლდეების გაჩენას. დასავლეთში, პირიქით, ნალექია ნალექი, ამიტომ უფრო ნაზია და წყალდიდობის დროს ხშირად ივსება წყლით. მართალია, ეს არ არის ერთადერთი მიზეზი იმისა, რომ მდინარის ერთი ნაპირი მეორეზე მაღლა დგას, მაგრამ ხშირ შემთხვევაში ის დომინანტურია.

კორიოლის ძალას ასევე აქვს ექსპერიმენტული დადასტურება. იგი მოიპოვა გერმანელმა ფიზიკოსმა ფ.რაიხმა. ექსპერიმენტში ცხედრები ჩამოცვივდნენ 158 მ სიმაღლიდან, სულ ჩატარდა 106 ასეთი ექსპერიმენტი. დაცემისას სხეულები მართკუთხა (მიწიერი დამკვირვებლის თვალსაზრისით) ტრაექტორიიდან დაახლოებით 30 მმ-ით გადაუხვიეს.

ინერციული მითითების სისტემა და ფარდობითობის თეორია

აინშტაინის ფარდობითობის სპეციალური თეორია შეიქმნა ათვლის ინერციულ სისტემასთან მიმართებაში. ეგრეთ წოდებული რელატივისტური ეფექტები, ამ თეორიის მიხედვით, უნდა წარმოიშვას სხეულის ძალიან მაღალი სიჩქარის შემთხვევაში „სტაციონარული“ დამკვირვებლის მიმართ. ფარდობითობის სპეციალური თეორიის ყველა ფორმულა ასევე დაწერილია ერთგვაროვანი მოძრაობისთვის, რომელიც თან ახლავს ინერციულ ათვლის სისტემას. ამ თეორიის პირველი პოსტულატი ამტკიცებს ნებისმიერი ინერციული საცნობარო სისტემის ეკვივალენტობას, ანუ სპეციალური, გამორჩეული სისტემების არარსებობაა პოსტულირებული.

თუმცა, ეს ეჭვქვეშ აყენებს რელატივისტური ეფექტების ტესტირების შესაძლებლობას (ისევე, როგორც მათი არსებობის ფაქტს), რამაც გამოიწვია ისეთი ფენომენების გამოჩენა, როგორიცაა ტყუპის პარადოქსი. ვინაიდან რაკეტასთან და დედამიწასთან დაკავშირებული საცნობარო ჩარჩოები ფუნდამენტურად თანაბარია, „დედამიწა-რაკეტის“ წყვილში დროის გაფართოების ეფექტი დამოკიდებული იქნება მხოლოდ იმაზე, თუ სად მდებარეობს დამკვირვებელი. ასე რომ, რაკეტაზე დამკვირვებლისთვის დედამიწაზე დრო უფრო ნელა უნდა გადიოდეს, ხოლო ჩვენს პლანეტაზე მყოფი ადამიანისთვის, პირიქით, რაკეტაზე ნელა. შედეგად, დედამიწაზე დარჩენილი ტყუპისცალი დაინახავს მის ძმას უმცროსს, ხოლო ის, ვინც რაკეტაში იყო ჩასული, უნდა დაინახოს უფრო ახალგაზრდა, ვიდრე ის, ვინც დარჩა დედამიწაზე. გასაგებია, რომ ეს ფიზიკურად შეუძლებელია.

ეს ნიშნავს, რომ რელატივისტური ეფექტების დასაკვირვებლად საჭიროა გარკვეული სპეციალური, გამორჩეული მითითების ჩარჩო. მაგალითად, ვარაუდობენ, რომ ჩვენ ვაკვირდებით მიონების სიცოცხლის ხანგრძლივობის რელატივისტურ ზრდას, თუ ისინი დედამიწის მიმართ სინათლის სიჩქარით მოძრაობენ. ეს ნიშნავს, რომ დედამიწას (უფრო მეტიც, ალტერნატივის გარეშე) უნდა ჰქონდეს პრიორიტეტული, საბაზისო საცნობარო ჩარჩოს თვისებები, რაც ეწინააღმდეგება SRT-ის პირველ პოსტულატს. პრიორიტეტი შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დედამიწა არის სამყაროს ცენტრი, რომელიც შეესაბამება მხოლოდ სამყაროს პრიმიტიულ სურათს და ეწინააღმდეგება ფიზიკას.

არაინერციული მითითების ჩარჩოები, როგორც ტყუპის პარადოქსის ახსნის წარუმატებელი გზა

„მიწიერი“ საცნობარო სისტემის პრიორიტეტის ახსნის მცდელობები კრიტიკას არ უძლებს. ზოგიერთი მეცნიერი ამ პრიორიტეტს უკავშირებს ზუსტად ერთის ინერციულობის ფაქტორს და სხვა საცნობარო სისტემის არაინერციულობას. ამავდროულად, დედამიწაზე დამკვირვებელთან დაკავშირებული მითითების ჩარჩო ინერციულად ითვლება, მიუხედავად იმისა, რომ ფიზიკურ მეცნიერებაში იგი ოფიციალურად არის აღიარებული, როგორც არაინერციული (Detlaf, Yavorsky, ფიზიკის კურსი, 2000). ეს პირველია. მეორე არის ნებისმიერი საცნობარო სისტემის თანასწორობის იგივე პრინციპი. ასე რომ, თუ კოსმოსური ხომალდი ტოვებს დედამიწას აჩქარებით, მაშინ თავად გემზე დამკვირვებლის თვალსაზრისით, ის სტატიკურია და დედამიწა, პირიქით, მისგან მიფრინავს მზარდი სიჩქარით.

გამოდის, რომ დედამიწა თავად არის სპეციალური საცნობარო ჩარჩო, ან დაკვირვებულ ეფექტებს განსხვავებული (არარელატივისტური) ახსნა აქვს. შესაძლოა, პროცესები დაკავშირებული იყოს ექსპერიმენტების დაყენების ან ინტერპრეტაციის სპეციფიკასთან, ან დაკვირვებული ფენომენის სხვა ფიზიკურ მექანიზმებთან.

დასკვნა

ამრიგად, არაინერციული ათვლის ჩარჩოები იწვევს ძალების გამოჩენას, რომლებმაც ვერ იპოვეს ადგილი ნიუტონის მექანიკის კანონებში. არაინერციული სისტემების გაანგარიშებისას ეს ძალები მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული, მათ შორის ტექნიკური პროდუქტების შემუშავებისას.

კითხვები.

1. როგორ მოძრაობს სხეული, თუ მასზე სხვა სხეულები არ მოქმედებს?

სხეული თანაბრად და სწორხაზოვნად მოძრაობს ან მოსვენებულ მდგომარეობაშია.

2. სხეული სწორხაზოვნად მოძრაობს ერთნაირად. იცვლის სიჩქარეს?

თუ სხეული ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობს, მაშინ მისი სიჩქარე არ იცვლება.

3. რა შეხედულებები არსებობდა მე-17 საუკუნის დასაწყისამდე სხეულების მოსვენებისა და მოძრაობის მდგომარეობასთან დაკავშირებით?

XVII საუკუნის დასაწყისამდე დომინირებდა არისტოტელეს თეორია, რომლის მიხედვითაც, თუ მასზე გარეგანი გავლენა არ განხორციელდა, მას შეუძლია დაისვენოს და იმისთვის, რომ მუდმივი სიჩქარით იმოძრაოს, მასზე მუდმივად უნდა იმოქმედოს სხვა სხეული.

4. რით განსხვავდება გალილეოს თვალსაზრისი სხეულების მოძრაობასთან დაკავშირებით არისტოტელეს თვალსაზრისისაგან?

გალილეოს თვალსაზრისი სხეულების მოძრაობაზე არისტოტელეს თვალსაზრისისაგან განსხვავდება იმით, რომ სხეულებს შეუძლიათ მოძრაობა გარე ძალების არარსებობის შემთხვევაში.

5. როგორ განხორციელდა მე-19 ნახატზე ნაჩვენები ექსპერიმენტი და რა დასკვნები გამოდის მისგან?

გამოცდილების კურსი. ტროლეიბზე ორი ბურთი მოძრაობს მიწასთან შედარებით თანაბრად და სწორხაზოვნად. ერთი ბურთი ეყრდნობა ურმის ფსკერს, ხოლო მეორე ჩამოკიდებულია ძაფიდან. ბურთები ეტლთან შედარებით მოსვენებულ მდგომარეობაშია, რადგან მათზე მოქმედი ძალები დაბალანსებულია. დამუხრუჭებისას ორივე ბურთი მოძრაობს. ისინი ცვლიან სიჩქარეს ეტლთან შედარებით, თუმცა მათზე არანაირი ძალა არ მოქმედებს. დასკვნა: შესაბამისად, სამუხრუჭე ეტლთან დაკავშირებული საცნობარო ჩარჩოში ინერციის კანონი არ არის დაცული.

6. როგორ იკითხება ნიუტონის პირველი კანონი? (თანამედროვე თვალსაზრისით)?

ნიუტონის პირველი კანონი თანამედროვე ფორმულირებაში: არსებობს საცნობარო სისტემები, რომელთა მიმართაც სხეულები ინარჩუნებენ სიჩქარეს უცვლელად, თუ მათზე არ მოქმედებს სხვა სხეულები (ძალები) ან ამ სხეულების (ძალების) მოქმედება კომპენსირდება (ტოლი ნულის).

7. რომელ საცნობარო სისტემებს ეწოდება ინერციული და რომელი არაინერციული?

საცნობარო ჩარჩოებს, რომლებშიც ინერციის კანონი სრულდება, ინერციული ეწოდება, ხოლო რომლებშიც ის არ სრულდება - არაინერციული.

Დიახ, შეგიძლია. ეს გამომდინარეობს ინერციული მიმართვის სისტემის განსაზღვრებიდან.

9. აჩქარებით მოძრაობს თუ არა ათვლის სისტემა რომელიმე ინერციულ ჩარჩოსთან?

არა, არა ინერციული.

Სავარჯიშოები.

1. მაგიდაზე, ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრავ მატარებელში დგას ადვილად მოძრავი სათამაშო მანქანა. როდესაც მატარებელი დამუხრუჭდა, მანქანა ყოველგვარი გარეგანი გავლენის გარეშე შემოვიდა წინ და ინარჩუნებდა სიჩქარეს მიწასთან შედარებით.
შესრულებულია თუ არა ინერციის კანონი: ა) დედამიწასთან დაკავშირებულ საცნობარო ჩარჩოში; ბ) მატარებელთან დაკავშირებულ საცნობარო ჩარჩოში მისი სწორხაზოვანი და ერთგვაროვანი მოძრაობის დროს? დამუხრუჭების დროს?
შესაძლებელია თუ არა აღწერილ შემთხვევაში ჩაითვალოს დედამიწასთან დაკავშირებული საანგარიშო სისტემა ინერციულად? მატარებლით?

ა) დიახ, ინერციის კანონი ყველა შემთხვევაში დაკმაყოფილებულია, რადგან მანქანა განაგრძობდა მოძრაობას დედამიწასთან შედარებით; ბ) მატარებლის ერთგვაროვანი და სწორხაზოვანი მოძრაობის შემთხვევაში დაკმაყოფილებულია ინერციის კანონი (მანქანა სტაციონარულია), მაგრამ არა დამუხრუჭებისას. დედამიწა ყველა შემთხვევაში ინერციული ათვლის სისტემაა, მატარებელი კი მხოლოდ ერთგვაროვან და სწორხაზოვან მოძრაობაშია.