«Инерциальная система отсчёта»

Система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякая система отсчёта, движущаяся по отношению к И. с. о. поступательно, равномерно и прямолинейно, есть также И. с. о. Следовательно, теоретически может существовать сколько угодно равноправных И. с. о., обладающих тем важным свойством, что во всех таких системах законы физики одинаковы (так называемый принцип относительности). Помимо закона инерции, в любой И. с. о. справедливы также 2-й закон Ньютона (см. Ньютона законы механики) и законы сохранения количества движения (См. Количество движения) (импульса), момента количества движения (См. Момент количества движения) и движения центра инерции (См. Центр инерции) (или центра масс) для замкнутых, т. е. не подверженных внешним воздействиям, систем.

Если система отсчёта движется по отношению к И. с. о. неравномерно и прямолинейно, то она является неинерциальной и ни закон инерции, ни другие названные законы в ней не выполняются. Объясняется это тем, что по отношению к неинерциальной системе отсчёта материальная точка будет иметь ускорение даже при отсутствии действующих сил вследствие ускоренного поступательного или вращательного движения самой системы отсчёта.

Понятие об И. с. о. является научной абстракцией. Реальная система отсчёта связывается всегда с каким-нибудь конкретным телом (Землёй, корпусом корабля или самолёта и т. п.), по отношению к которому и изучается движение тех или иных объектов. Поскольку в природе нет неподвижных тел (тело, неподвижное относительно Земли, будет двигаться вместе с нею ускоренно по отношению к Солнцу и звёздам и т. д.), то любая реальная система отсчёта может рассматриваться как И. с. о. лишь с той или иной степенью приближения. С очень высокой степенью точности И. с. о. можно считать так называемую гелиоцентрическую (звёздную) систему с началом в центре Солнца (точнее, в центре масс Солнечной системы) и с осями, направленными на три звезды. Такая И. с. о. используется главным образом в задачах небесной механики и космонавтики. Для решения большинства технических задач И. с. о. практически может служить система, жестко связанная с Землёй, а в случаях, требующих большей точности (например, в гироскопии), — с началом в центре Земли и осями, направленными на звёзды.

При переходе от одной И. с. о. к другой в классической механике Ньютона для пространственных координат и времени справедливы преобразования Галилея (см. Галилея принцип относительности), а в релятивистской механике (т. е. при скоростях движения, близких к скорости света) — Лоренца преобразования.

Лит. см. при статьях Система отсчета (См. Система отсчёта), Относительности теория.

С. М. Тарг.

ИНЕРЦИАЛЬНАЯ система ОТСЧЕТА - система отсчета, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчета. Все инерциальные системы отсчета равноправны, т. е. во всех таких системах законы физики одинаковы.

ИНЕРЦИАЛЬНАЯ Система ОТСЧЁТА, смотри Система отсчета.

inertial reference frame, Newtonian reference frame, inertial base, Newtonian base

inertial base, Newtonian base, inertial reference frame, Newtonian reference frame

ИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОТСЧЁТА

система отсчёта, в к-рой справедлив закон инерции: матер. точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякая система отсчёта, движущаяся по отношению к И. с. о. поступательно, равномерно и прямолинейно, есть также И. с. о. Следовательно, теоретически может существовать любое число равноправных И. с. о., обладающих тем важным св-вом, что во всех таких системах законы физики одинаковы (принцип относительности). В любой И. с. о. справедливы также второй закон Ньютона и законы сохранения кол-ва движения (импульса), момента кол-ва движения и движения центра инерции (центра масс) для замкнутых, не подверженных внеш. воздействиям систем. Система отсчёта, движущаяся по отношению к И. с. о. с ускорением, явл. неинерциальной, и ни закон инерции, ни др. названные законы в ней не выполняются.

Понятие «И. с. о.» явл. научной абстракцией. Реальная система отсчёта всегда связывается с к.-н. конкретным телом (Землёй, корпусом корабля или самолёта и т. п.), по отношению к к-рому и изучается движение тех или иных объектов. Поскольку в природе нет неподвижных тел (тело, неподвижное относительно Земли, будет двигаться вместе с нею ускоренно по отношению к Солнцу и звёздам), то любая реальная система отсчёта может рассматриваться как И. с. о. лишь с той или иной степенью приближении. С очень высокой степенью точности инерциальной можно считать гелиоцентрическую (звёздную) систему с началом в центре масс Солн. системы и с осями, направленными на три звезды. Такая И. с. о. используется гл. обр. в задачах небесной механики и космонавтики. Для решения большинства технич. задач И. с. о. можно считать систему, жёстко связанную с Землёй, а в случаях, требующих большей точности (напр., в гироскопии),— с началом в центре Земли и осями, направленными на звёзды.

При переходе от одной И. с. о. к другой в классич. механике Ньютона для пространств. координат и времени справедливы преобразования Галилея (см. ГАЛИЛЕЯ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ), а в релятив. механике — Лоренца преобразования.

инерциа́льная систе́ма отсчёта

система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчёта, движущаяся относительно инерциальной системы отсчёта поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчёта. Все инерциальные системы отсчёта равноправны, то есть во всех таких системах законы физики одинаковы.

* * *

ИНЕРЦИА́ЛЬНАЯ СИСТЕ́МА ОТСЧЕТА, система отсчета(см. СИСТЕМА ОТСЧЕТА), в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчета. Все инерциальные системы отсчета равноправны, т. е. во всех таких системах законы физики одинаковы.

(см. Инерция) — любая система отсчета, в которой справедлив закон инерции (1-й закон Ньютона), т. е. тело, не подверженное действию сил, сохраняет свое состояние или сохраняет свою скорость по величине и направлению. Законы физики одинаковы (ковариантны) во всех инерциальных системах отсчета, что составляет сущность принципа относительности движения.

- система отсчета в классической механике и в специальной теории относительности, в к-рой справедлив первый закон Ньютона. Понятие И. с. о.- абстракция, однако в весьма широком классе физич. явлений (в их круг не входит описание сильных гравитационных полей) существуют системы отсчета с высокой точностью, близкие к И. с. о. В том случае, когда в целом И. с. о. не существует (напр., в общей теории относительности), в каждой точке можно построить такую систему отсчета, к-рая в малой окрестности этой точки является приближенно инерциальной. В случае общей теории относительности такие системы отсчета наз. локально галилеевыми системами отсчета. Существование локально галилеевой системы отсчета означает то, что касательное пространство в данной точке аппроксимирует искривленное пространство-время.

Всякая система отсчета, к-рая движется относительно И. с. о. прямолинейно и равномерно, является И. с. о. Различные И. с. о. в классич. механике связаны преобразованиями из неоднородной группы Галилея преобразований;в специальной теории относительности - преобразованиями из группы Пуанкаре (см. Лоренца преобразование). Законы классич. механики и законы специальной теории относительности инвариантны относительно, соответственно, неоднородной группы Галилея и группы Пуанкаре (см. Относительности принцип). Следствием принципов относительности являются различные законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса), к-рые имеют место лишь в И. с. о. В специальной теории относительности И. с. о. обычно задаются галилеевой системой координат, в классической механике - декартовой системой координат.

Лит.:[1] Фок В. А., Теория пространства, времени и тяготения, 2 изд., М., 1971.