Από την αρχαιότητα, η κίνηση των υλικών σωμάτων δεν έπαψε να διεγείρει το μυαλό των επιστημόνων. Έτσι, για παράδειγμα, ο ίδιος ο Αριστοτέλης πίστευε ότι αν δεν ενεργούν δυνάμεις σε ένα σώμα, τότε ένα τέτοιο σώμα θα είναι πάντα σε ηρεμία.

Και μόνο μετά από 2000 χρόνια, ο Ιταλός επιστήμονας Galileo Galilei μπόρεσε να αποκλείσει τη λέξη «πάντα» από τη διατύπωση του Αριστοτέλη. Ο Γαλιλαίος συνειδητοποίησε ότι η παρουσία ενός σώματος σε κατάσταση ηρεμίας δεν είναι η μόνη συνέπεια της απουσίας εξωτερικές δυνάμεις.

Τότε ο Γαλιλαίος δήλωσε: ένα σώμα στο οποίο δεν δρουν δυνάμεις είτε θα βρίσκεται σε ηρεμία είτε θα κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή. Δηλαδή, η κίνηση με την ίδια ταχύτητα κατά μήκος μιας ευθείας διαδρομής, από την άποψη της φυσικής, ισοδυναμεί με κατάσταση ηρεμίας.

Ποια είναι η κατάσταση ανάπαυσης;

Στη ζωή, αυτό το γεγονός είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθεί, αφού υπάρχει πάντα μια δύναμη τριβής που δεν επιτρέπει σε αντικείμενα και πράγματα να φύγουν από τη θέση τους. Αλλά αν φανταστούμε ένα απείρως μακρύ, απόλυτα ολισθηρό και ομαλό παγοδρόμιο στο οποίο στέκεται το σώμα, γίνεται προφανές ότι αν δώσουμε στο σώμα μια ώθηση, τότε το σώμα θα κινηθεί απείρως μακρύ και σε μια ευθεία γραμμή.

Και στην πραγματικότητα, μόνο δύο δυνάμεις δρουν στο σώμα: η δύναμη της βαρύτητας και η δύναμη αντίδρασης του υποστηρίγματος. Βρίσκονται όμως στην ίδια ευθεία και στρέφονται το ένα εναντίον του άλλου. Έτσι, με την αρχή της υπέρθεσης, έχουμε ότι η συνολική δύναμη που ασκείται σε ένα τέτοιο σώμα είναι μηδέν.

Ωστόσο, αυτή είναι η ιδανική περίπτωση. Στη ζωή, η δύναμη της τριβής εκδηλώνεται σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις. Ο Γαλιλαίος έκανε μια σημαντική ανακάλυψη εξισώνοντας μια κατάσταση ηρεμίας και κίνησης με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή. Αλλά αυτό δεν ήταν αρκετό. Αποδείχθηκε ότι αυτή η προϋπόθεση δεν ικανοποιείται σε όλες τις περιπτώσεις.

Ο Ισαάκ Νεύτων έφερε σαφήνεια σε αυτό το ζήτημα συνοψίζοντας την έρευνα του Γαλιλαίου και διατυπώνοντας έτσι τον Πρώτο Νόμο του Νεύτωνα.

Πρώτος νόμος του Νεύτωνα: διατυπώνουμε τον εαυτό μας

Υπάρχουν δύο διατυπώσεις του πρώτου νόμου του Νεύτωνα, ο σύγχρονος και η διατύπωση του ίδιου του Ισαάκ Νεύτωνα. Στην αρχική έκδοση, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα είναι κάπως ανακριβής και η σύγχρονη εκδοχή, σε μια προσπάθεια να διορθωθεί αυτή η ανακρίβεια, αποδείχθηκε πολύ συγκεχυμένη και ως εκ τούτου ανεπιτυχής. Λοιπόν, αφού η αλήθεια είναι πάντα κάπου κοντά, θα προσπαθήσουμε να τη βρούμε "κοντά" και να καταλάβουμε τι είναι αυτός ο νόμος.

Σύγχρονη διατύπωσηακούγεται σαν αυτό: «Υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς, που ονομάζονται αδρανειακά, σε σχέση με τα οποία ένα υλικό σημείο, απουσία εξωτερικών επιρροών, διατηρεί το μέγεθος και την κατεύθυνση της ταχύτητάς του επ' αόριστον»..

Αδρανειακά πλαίσια αναφοράς

Ονομάζονται συστήματα αναφοράς αδράνειας στα οποία πληρούται ο νόμος της αδράνειας. Ο νόμος της αδράνειας είναι ότι τα σώματα διατηρούν την ταχύτητά τους αμετάβλητη εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα πάνω τους. Αποδεικνύεται πολύ δύσπεπτο, ακατανόητο και μοιάζει με κωμική κατάσταση όταν η ερώτηση: "Πού είναι αυτό" εδώ;" απαντήστε: "Αυτό είναι εδώ" και στην επόμενη λογική ερώτηση: "Πού είναι αυτό το "εδώ";" Απάντηση: "Είναι εδώ." Βουτυρέλαιο. Φαύλος κύκλος.

Διατύπωση του ίδιου του Νεύτωναείναι: «Κάθε σώμα συνεχίζει να κρατιέται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης και ευθύγραμμης κίνησης, μέχρι και στο βαθμό που εξαναγκαστεί από τις ασκούμενες δυνάμεις να αλλάξει αυτή την κατάσταση»..

Ωστόσο, αυτός ο νόμος δεν τηρείται πάντα στην πράξη. Μπορείτε εύκολα να το επαληθεύσετε αυτό. Όταν ένα άτομο στέκεται χωρίς να κρατιέται από τις χειρολισθήρες σε ένα κινούμενο λεωφορείο και το λεωφορείο φρενάρει απότομα, το άτομο αρχίζει να κινείται προς τα εμπρός σε σχέση με το λεωφορείο, αν και καμία ορατή δύναμη δεν τον υποχρεώνει να το κάνει.

Δηλαδή, όσον αφορά το λεωφορείο, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα στην αρχική διατύπωση δεν πληρούται. Προφανώς πρέπει να διευκρινιστεί. Μια βελτίωση είναι η εισαγωγή αδρανειακών πλαισίων αναφοράς. Δηλαδή τέτοια συστήματα αναφοράς στα οποία εκπληρώνεται ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα. Αυτό δεν είναι απολύτως σαφές, οπότε ας προσπαθήσουμε να μεταφράσουμε όλα αυτά στην ανθρώπινη γλώσσα.

Αδρανειακά και μη αδρανειακά πλαίσια αναφοράς

Η ιδιότητα της αδράνειας οποιουδήποτε σώματος είναι τέτοια ώστε όσο το σώμα παραμένει απομονωμένο από άλλα σώματα, θα διατηρεί την κατάσταση ηρεμίας ή την ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνησή του. «Απομονωμένο» σημαίνει μη συνδεδεμένο με κανέναν τρόπο, απείρως μακριά από άλλα σώματα.

Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι εάν, στο παράδειγμά μας, δεν πάρουμε ένα λεωφορείο, αλλά κάποιο αστέρι στα περίχωρα του Γαλαξία ως πλαίσιο αναφοράς, τότε ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα θα εκπληρωθεί απολύτως ακριβώς για έναν απρόσεκτο επιβάτη που δεν κρατιέται στις κουπαστές. Όταν το λεωφορείο φρενάρει, θα συνεχίσει την ομοιόμορφη κίνησή του μέχρι να δράσουν άλλα σώματα πάνω του.

Αυτά τα συστήματα αναφοράς, τα οποία σε καμία περίπτωση δεν συνδέονται με το υπό εξέταση σώμα, και τα οποία δεν επηρεάζουν με κανέναν τρόπο την αδράνεια του σώματος, ονομάζονται αδρανειακά. Για τέτοια πλαίσια αναφοράς, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα στην αρχική του διατύπωση είναι απολύτως έγκυρος.

Αυτός είναι ο νόμος μπορεί να διατυπωθεί έτσι: σε πλαίσια αναφοράς που δεν σχετίζονται απολύτως με το σώμα, η ταχύτητα του σώματος απουσία εξωτερικής επιρροής παραμένει αμετάβλητη. Με αυτή τη μορφή, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα είναι εύκολα κατανοητός.

Το πρόβλημα είναι ότι στην πράξη είναι πολύ δύσκολο να εξεταστεί η κίνηση ενός συγκεκριμένου σώματος σε σχέση με τέτοια συστήματα αναφοράς. Δεν μπορούμε να κινηθούμε σε ένα απείρως μακρινό αστέρι και από εκεί να κάνουμε κανένα πείραμα στη Γη.

Ως εκ τούτου, η Γη συνήθως θεωρείται συχνά ως τέτοιο πλαίσιο αναφοράς, αν και συνδέεται με τα σώματα που βρίσκονται σε αυτήν και επηρεάζει τα χαρακτηριστικά της κίνησής τους. Αλλά για πολλούς υπολογισμούς, αυτή η προσέγγιση είναι επαρκής. Επομένως, παραδείγματα αδρανειακών συστημάτων αναφοράς μπορούν να θεωρηθούν η Γη για σώματα που βρίσκονται σε αυτήν, ηλιακό σύστημαγια τους πλανήτες της και ούτω καθεξής.

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα δεν περιγράφεται με κανένα φυσικό τύπο, αλλά άλλες έννοιες και ορισμοί προέρχονται χρησιμοποιώντας αυτόν. Στην πραγματικότητα, αυτός ο νόμος προϋποθέτει την αδράνεια των σωμάτων. Και έτσι αποδεικνύεται ότι για τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς ο νόμος της αδράνειας είναι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα.

Περισσότερα παραδείγματα αδρανειακών συστημάτων και ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα

Έτσι, για παράδειγμα, εάν ένα καρότσι με μια μπάλα ταξιδεύει πρώτα σε μια επίπεδη επιφάνεια, με σταθερή ταχύτητα, και στη συνέχεια χτυπήσει μια αμμώδη επιφάνεια, τότε η μπάλα μέσα στο κάρο θα αρχίσει να επιταχύνει, αν και δεν ασκούνται δυνάμεις σε αυτό (στην πραγματικότητα , το κάνουν, αλλά το άθροισμα είναι μηδέν).

Αυτό συμβαίνει γιατί το πλαίσιο αναφοράς (στην περίπτωση αυτή το τρόλεϊ) τη στιγμή που χτυπά στην αμμώδη επιφάνεια γίνεται μη αδρανειακό, δηλαδή παύει να κινείται με σταθερή ταχύτητα.

Ο Πρώτος Νόμος του Νεύτωνα κάνει μια σημαντική διάκριση μεταξύ αδρανειακών και μη αδρανειακών πλαισίων αναφοράς. Επίσης μια σημαντική συνέπεια αυτού του νόμου είναι το γεγονός ότι η επιτάχυνση, κατά μία έννοια, είναι πιο σημαντική από την ταχύτητα του σώματος.

Γιατί η κίνηση με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή είναι η ουσία της ηρεμίας. Ενώ η κίνηση με επιτάχυνση δείχνει ξεκάθαρα ότι είτε το άθροισμα των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα δεν είναι ίσο με μηδέν, είτε το πλαίσιο αναφοράς στο οποίο βρίσκεται το σώμα είναι μη αδρανειακό, δηλαδή κινείται με επιτάχυνση.

Επιπλέον, η επιτάχυνση μπορεί να είναι και θετική (το σώμα επιταχύνει) και αρνητική (το σώμα επιβραδύνει).

Χρειάζεστε βοήθεια με τις σπουδές σας;

Προηγούμενο θέμα: Σχετικότητα της κίνησης: Έννοια και παραδείγματα
Επόμενο θέμα:   Ο δεύτερος νόμος του Newton: τύπος και ορισμός + λίγη εμπειρία

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα διατυπώνεται ως εξής: ένα σώμα που δεν υπόκειται σε εξωτερικές επιδράσεις είτε βρίσκεται σε ηρεμία είτε κινείται σε ευθεία και ομοιόμορφα. Ένα τέτοιο σώμα ονομάζεται Ελεύθερος, και η κίνησή του - ελεύθερη κίνηση ή κίνηση με αδράνεια. Η ιδιότητα ενός σώματος να διατηρεί σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση απουσία επιρροής άλλων σωμάτων πάνω του ονομάζεται αδράνεια. Επομένως, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα ονομάζεται νόμος της αδράνειας. Ελεύθερα σώματα, αυστηρά, δεν υπάρχουν. Ωστόσο, είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι όσο πιο μακριά είναι ένα σωματίδιο από άλλα υλικά αντικείμενα, τόσο λιγότερη επίδραση έχουν πάνω του. Έχοντας φανταστεί ότι αυτές οι επιρροές μειώνονται, φτάνουμε στο όριο της ιδέας του ελεύθερου σώματος και της ελεύθερης κίνησης.

Είναι αδύνατο να επαληθευτεί πειραματικά η υπόθεση σχετικά με τη φύση της κίνησης ενός ελεύθερου σωματιδίου, καθώς είναι αδύνατο να τεκμηριωθεί απολύτως αξιόπιστα το γεγονός της απουσίας αλληλεπίδρασης. Είναι δυνατή μόνο η προσομοίωση αυτής της κατάστασης με έναν ορισμένο βαθμό ακρίβειας, χρησιμοποιώντας το πειραματικό γεγονός της μείωσης της αλληλεπίδρασης μεταξύ απομακρυσμένων σωμάτων. Η γενίκευση μιας σειράς πειραματικών γεγονότων, καθώς και η σύμπτωση των συνεπειών που προκύπτουν από το νόμο με τα πειραματικά δεδομένα, αποδεικνύουν την εγκυρότητά της. Όταν κινείται, το σώμα διατηρεί την ταχύτητά του όσο περισσότερο, τόσο πιο αδύναμα άλλα σώματα ενεργούν πάνω του. για παράδειγμα, μια πέτρα που γλιστράει σε μια επιφάνεια κινείται όσο περισσότερο, τόσο πιο λεία είναι αυτή η επιφάνεια, δηλαδή τόσο λιγότερη επίδραση έχει αυτή η επιφάνεια πάνω της.

Η μηχανική κίνηση είναι σχετική και η φύση της εξαρτάται από το πλαίσιο αναφοράς. Στην κινηματική, η επιλογή του συστήματος αναφοράς δεν ήταν απαραίτητη. Αυτό δεν συμβαίνει στη δυναμική. Εάν σε οποιοδήποτε σύστημα αναφοράς το σώμα κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα, τότε στο πλαίσιο αναφοράς κινείται σε σχέση με το πρώτο επιταχυνόμενο, αυτό δεν θα ισχύει πλέον. Επομένως, ο νόμος της αδράνειας δεν μπορεί να ισχύει σε όλα τα πλαίσια αναφοράς. Η κλασική μηχανική υποστηρίζει ότι υπάρχει ένα πλαίσιο αναφοράς στο οποίο τα πάντα ελεύθερα σώματακινούνται σε ευθεία και ομοιόμορφα. Ένα τέτοιο πλαίσιο αναφοράς ονομάζεται αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς (ISR). Το περιεχόμενο του νόμου της αδράνειας, ουσιαστικά, περιορίζεται στη δήλωση ότι υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς στα οποία το σώμα, που δεν υπόκειται σε εξωτερικές επιδράσεις, κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα ή βρίσκεται σε ηρεμία.

Είναι δυνατό να καθοριστεί ποια πλαίσια αναφοράς είναι αδρανειακά και ποια μη αδρανειακά μόνο από την εμπειρία. Ας υποθέσουμε, για παράδειγμα, ότι μιλάμε για την κίνηση των άστρων και άλλων αστρονομικών αντικειμένων στο μέρος του Σύμπαντος που είναι προσβάσιμο στην παρατήρησή μας. Ας επιλέξουμε ένα πλαίσιο αναφοράς στο οποίο η Γη θεωρείται ακίνητη (ένα τέτοιο πλαίσιο θα ονομάσουμε γήινο πλαίσιο). Θα είναι αδρανειακό;

Μπορείτε να επιλέξετε ένα αστέρι ως ελεύθερο σώμα. Πράγματι, κάθε αστέρι, εν όψει της τεράστιας απόστασης του από τους άλλους ουράνια σώματα, είναι πρακτικά ένα ελεύθερο σώμα. Ωστόσο, στο επίγειο σύστημα αναφοράς, τα αστέρια κάνουν καθημερινές περιστροφές στο στερέωμα και, κατά συνέπεια, κινούνται με επιτάχυνση που κατευθύνεται προς το κέντρο της Γης. Έτσι, η κίνηση ενός ελεύθερου σώματος (αστέρι) στο σύστημα αναφοράς της γης γίνεται σε κύκλο, και όχι σε ευθεία γραμμή. Δεν υπακούει στο νόμο της αδράνειας, επομένως το γήινο πλαίσιο αναφοράς δεν θα είναι αδρανειακό.

Επομένως, για να λυθεί το πρόβλημα, είναι απαραίτητο να ελέγξετε άλλα πλαίσια αναφοράς για αδράνεια. Ας επιλέξουμε τον Ήλιο ως σώμα αναφοράς. Ένα τέτοιο πλαίσιο αναφοράς ονομάζεται ηλιοκεντρικό πλαίσιο αναφοράς ή το πλαίσιο του Κοπέρνικου. Οι άξονες συντεταγμένων του συστήματος συντεταγμένων που συνδέονται με αυτό είναι ευθείες γραμμές που κατευθύνονται σε τρία μακρινά αστέρια που δεν βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο (Εικ. 2.1).

Έτσι, όταν μελετάμε τις κινήσεις που συμβαίνουν στην κλίμακα του πλανητικού μας συστήματος, καθώς και οποιουδήποτε άλλου συστήματος, οι διαστάσεις του οποίου είναι μικρές σε σύγκριση με την απόσταση από αυτά τα τρία αστέρια που επιλέγονται ως αναφορά στο σύστημα του Κοπέρνικου, το σύστημα του Κοπέρνικου είναι πρακτικά ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς.

Παράδειγμα

Η μη αδράνεια του συστήματος αναφοράς της γης εξηγείται από το γεγονός ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της και γύρω από τον Ήλιο, δηλαδή κινείται με επιταχυνόμενο ρυθμό σε σχέση με το σύστημα του Κοπέρνικου. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές περιστροφές συμβαίνουν αργά, το επίγειο σύστημα συμπεριφέρεται πρακτικά σαν ένα αδρανειακό σύστημα σε σχέση με ένα τεράστιο φάσμα φαινομένων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η καθιέρωση των βασικών νόμων της δυναμικής μπορεί να ξεκινήσει με τη μελέτη της κίνησης των σωμάτων σε σχέση με τη Γη, αφαιρώντας από την περιστροφή της, δηλαδή λαμβάνοντας τη Γη για περίπου ISO.

ΔΥΝΑΜΗ. ΜΑΖΑ ΣΩΜΑΤΟΣ

Όπως δείχνει η εμπειρία, οποιαδήποτε αλλαγή στην ταχύτητα ενός σώματος συμβαίνει υπό την επίδραση άλλων σωμάτων. Στη μηχανική, η διαδικασία αλλαγής της φύσης της κίνησης υπό την επίδραση άλλων σωμάτων ονομάζεται αλληλεπίδραση σωμάτων. Για να ποσοτικοποιήσει την ένταση αυτής της αλληλεπίδρασης, ο Νεύτων εισήγαγε την έννοια της δύναμης. Οι δυνάμεις μπορούν να προκαλέσουν όχι μόνο μια αλλαγή στην ταχύτητα των υλικών σωμάτων, αλλά και την παραμόρφωσή τους. Επομένως, στην έννοια της δύναμης μπορεί να δοθεί ο ακόλουθος ορισμός: δύναμη είναι ένα ποσοτικό μέτρο της αλληλεπίδρασης δύο τουλάχιστον σωμάτων, που προκαλεί το σώμα να επιταχύνει ή να αλλάξει το σχήμα του ή και τα δύο.

Ένα παράδειγμα της παραμόρφωσης ενός σώματος υπό τη δράση μιας δύναμης είναι ένα συμπιεσμένο ή τεντωμένο ελατήριο. Είναι εύκολο να το χρησιμοποιήσετε ως πρότυπο δύναμης: η ελαστική δύναμη που ενεργεί σε ένα ελατήριο, τεντωμένο ή συμπιεσμένο σε κάποιο βαθμό, λαμβάνεται ως μονάδα δύναμης. Χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο πρότυπο, μπορεί κανείς να συγκρίνει δυνάμεις και να μελετήσει τις ιδιότητές τους. Οι δυνάμεις έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες.

ü Η δύναμη είναι διανυσματικό μέγεθος και χαρακτηρίζεται από κατεύθυνση, συντελεστή (αριθμητική τιμή) και σημείο εφαρμογής. Οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα προστίθενται σύμφωνα με τον κανόνα του παραλληλογράμμου.

ü Η δύναμη είναι η αιτία της επιτάχυνσης. Η κατεύθυνση του διανύσματος επιτάχυνσης είναι παράλληλη με το διάνυσμα της δύναμης.

ü Η αντοχή έχει υλική προέλευση. Χωρίς υλικά σώματα - χωρίς δυνάμεις.

Η δράση της δύναμης δεν εξαρτάται από το αν το σώμα βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται.

ü Με την ταυτόχρονη δράση πολλών δυνάμεων, το σώμα δέχεται μια τέτοια επιτάχυνση, την οποία θα λάμβανε υπό την επίδραση της προκύπτουσας δύναμης.

Η τελευταία δήλωση είναι το περιεχόμενο της αρχής της υπέρθεσης δυνάμεων. Η αρχή της υπέρθεσης βασίζεται στην ιδέα της ανεξαρτησίας της δράσης των δυνάμεων: κάθε δύναμη προσδίδει την ίδια επιτάχυνση στο υπό εξέταση σώμα, ανεξάρτητα από το αν μόνο Εγώη πηγή δυνάμεων ή όλες οι πηγές ταυτόχρονα. Αυτό μπορεί να διατυπωθεί διαφορετικά. Η δύναμη με την οποία δρα ένα σωματίδιο σε ένα άλλο εξαρτάται από τα διανύσματα ακτίνας και τις ταχύτητες μόνο αυτών των δύο σωματιδίων. Η παρουσία άλλων σωματιδίων δεν επηρεάζει αυτή τη δύναμη. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται νόμος ανεξαρτησίαςη δράση των δυνάμεων ή ο νόμος της αλληλεπίδρασης ζεύγους. Το πεδίο εφαρμογής αυτού του νόμου καλύπτει όλη την κλασική μηχανική.

Από την άλλη πλευρά, για να λυθούν πολλά προβλήματα, μπορεί να χρειαστεί να βρεθούν πολλές δυνάμεις που, με την κοινή τους δράση, θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν μια δεδομένη δύναμη. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται αποσύνθεση της δεδομένης δύναμης σε συνιστώσες.

Από την εμπειρία είναι γνωστό ότι με τις ίδιες αλληλεπιδράσεις, διαφορετικά σώματα αλλάζουν την ταχύτητα της κίνησής τους άνισα. Η φύση της αλλαγής στην ταχύτητα κίνησης δεν εξαρτάται μόνο από το μέγεθος της δύναμης και τον χρόνο δράσης της, αλλά και από τις ιδιότητες του ίδιου του σώματος. Όπως δείχνει η εμπειρία, για ένα δεδομένο σώμα, ο λόγος κάθε δύναμης που ασκεί σε αυτό προς την επιτάχυνση που μεταδίδεται από αυτή τη δύναμη είναι σταθερή τιμή . Η αναλογία αυτή εξαρτάται από τις ιδιότητες του επιταχυνόμενου σώματος και ονομάζεται αδρανειακή μάζασώμα. Έτσι, η μάζα ενός σώματος ορίζεται ως ο λόγος της δύναμης που ασκεί το σώμα προς την επιτάχυνση που αναφέρεται από αυτή τη δύναμη. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που απαιτείται για να προσδώσει μια ορισμένη επιτάχυνση στο σώμα. Το σώμα, όπως ήταν, αντιστέκεται σε μια προσπάθεια αλλαγής της ταχύτητάς του.

Η ιδιότητα των σωμάτων, η οποία εκφράζεται στην ικανότητα διατήρησης της κατάστασής τους στο χρόνο (ταχύτητα κίνησης, κατεύθυνση κίνησης ή κατάσταση ηρεμίας), ονομάζεται αδράνεια. Μέτρο της αδράνειας ενός σώματος είναι η αδρανειακή του μάζα.Με την ίδια πρόσκρουση από τα γύρω σώματα, το ένα σώμα μπορεί να αλλάξει γρήγορα την ταχύτητά του και το άλλο, κάτω από τις ίδιες συνθήκες, πολύ πιο αργά (Εικ. 2.2). Συνηθίζεται να λέμε ότι το δεύτερο από αυτά τα δύο σώματα έχει μεγαλύτερη αδράνεια ή, με άλλα λόγια, το δεύτερο σώμα έχει μεγαλύτερη μάζα. ΣΕ διεθνές σύστημαμονάδες (SI) σωματικού βάρους μετράται σε κιλά (kg). Η έννοια της μάζας δεν μπορεί να αναχθεί σε απλούστερες έννοιες. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του σώματος, τόσο λιγότερη επιτάχυνση θα αποκτήσει υπό την επίδραση της ίδιας δύναμης. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση, και κατά συνέπεια, όσο μεγαλύτερη είναι η τελική ταχύτητα, το σώμα θα κινείται.

Η μονάδα δύναμης στο σύστημα μονάδων SI είναι N (νέουτον). Ένα Ν (νέουτον) είναι αριθμητικά ίσο με τη δύναμη που δίνει σε ένα σώμα μάζας Μ = 1 κιλόεπιτάχυνση .

Σχόλιο.

Η αναλογία ισχύει μόνο σε αρκετά χαμηλές ταχύτητες. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα, αυτή η αναλογία αλλάζει, αυξάνοντας με την ταχύτητα.

ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Από την εμπειρία προκύπτει ότι στα αδρανειακά συστήματα αναφοράς η επιτάχυνση ενός σώματος είναι ανάλογη με το διανυσματικό άθροισμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του σώματος:

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα εκφράζει τη σχέση μεταξύ της συνισταμένης όλων των δυνάμεων και της επιτάχυνσης που προκαλεί:

Εδώ, είναι η αλλαγή της ορμής του υλικού σημείου με την πάροδο του χρόνου. Ας ορίσουμε το χρονικό διάστημα στο μηδέν:

τότε παίρνουμε

	Ανάμεσα στα ακραία είδη διασκέδασης, ξεχωριστή θέση κατέχει το bungee jumping ή bungee jumping. Στην πόλη του Τζέφρι Μπέι βρίσκεται το μεγαλύτερο από τα καταγεγραμμένα «μπάντζι» - 221 μ. Έχει μάλιστα καταχωρηθεί στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες. Το μήκος του σχοινιού υπολογίζεται έτσι ώστε ένα άτομο που πηδά κάτω να σταματήσει στην άκρη του νερού ή απλώς να το αγγίξει. Το άτομο που πηδά συγκρατείται από την ελαστική δύναμη του παραμορφωμένου σχοινιού. Συνήθως, το καλώδιο είναι ένα σετ από ελαστικά νήματα υφασμένα μεταξύ τους. Έτσι, όταν πέφτει, το καλώδιο αναπηδά, εμποδίζοντας τα πόδια του άλτης να ξεκολλήσουν και προσθέτοντας πρόσθετες αισθήσεις στο άλμα. Σε πλήρη συμφωνία με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, μια αύξηση του χρόνου αλληλεπίδρασης μεταξύ του άλτης και του σχοινιού οδηγεί σε εξασθένηση της δύναμης που ασκεί το σχοινί στο άτομο.
	Για να δεχτείτε μια μπάλα που πετάει με μεγάλη ταχύτητα όταν παίζετε βόλεϊ, είναι απαραίτητο να μετακινήσετε τα χέρια σας προς την κατεύθυνση της μπάλας. Αυτό αυξάνει τον χρόνο αλληλεπίδρασης με τη μπάλα και, επομένως, σε πλήρη συμφωνία με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, το μέγεθος της δύναμης που ασκεί στα χέρια μειώνεται.

Παρουσιαζόμενος με αυτή τη μορφή, ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα περιέχει ένα νέο φυσική ποσότητα- παρόρμηση. Σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός στο κενό, η ορμή γίνεται το κύριο μέγεθος που μετράται στα πειράματα. Επομένως, η εξίσωση (2.2) είναι μια γενίκευση της εξίσωσης κίνησης για σχετικιστικές ταχύτητες.

Όπως φαίνεται από την εξίσωση (2.2), εάν , τότε μια σταθερή τιμή, προκύπτει ότι είναι σταθερή, δηλαδή η ορμή και μαζί της η ταχύτητα ενός ελεύθερα κινούμενου υλικού σημείου είναι σταθερές. Έτσι, τυπικά, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα είναι συνέπεια του δεύτερου νόμου. Γιατί, λοιπόν, ξεχωρίζει ως ανεξάρτητος νόμος; Το γεγονός είναι ότι η εξίσωση που εκφράζει τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα έχει νόημα μόνο όταν υποδεικνύεται το πλαίσιο αναφοράς στο οποίο ισχύει. Είναι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα που μας επιτρέπει να ξεχωρίσουμε ένα τέτοιο πλαίσιο αναφοράς. Ισχυρίζεται ότι υπάρχει ένα πλαίσιο αναφοράς στο οποίο ένα ελεύθερο υλικό σημείο κινείται χωρίς επιτάχυνση. Σε ένα τέτοιο πλαίσιο αναφοράς, η κίνηση οποιουδήποτε υλικού σημείου υπακούει στην εξίσωση κίνησης του Νεύτωνα. Έτσι, στην ουσία, ο πρώτος νόμος δεν μπορεί να θεωρηθεί ως απλή λογική συνέπεια του δεύτερου. Η σύνδεση μεταξύ αυτών των νόμων είναι βαθύτερη.

Από την εξίσωση (2.2) προκύπτει ότι, δηλαδή, μια απειροελάχιστη μεταβολή της ορμής σε μια απείρως μικρή χρονική περίοδο είναι ίση με το γινόμενο, που ονομάζεται ώθηση δύναμης.Όσο μεγαλύτερη είναι η ορμή της δύναμης, τόσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της ορμής.

ΤΥΠΟΙ ΔΥΝΑΜΗΣ

Όλη η ποικιλία των αλληλεπιδράσεων που υπάρχουν στη φύση περιορίζεται σε τέσσερις τύπους: βαρυτική, ηλεκτρομαγνητική, ισχυρή και ασθενής. Οι ισχυρές και οι αδύναμες αλληλεπιδράσεις είναι σημαντικές σε τόσο μικρές αποστάσεις που οι νόμοι της μηχανικής του Νεύτωνα δεν ισχύουν πλέον. Όλα τα μακροσκοπικά φαινόμενα στον κόσμο γύρω μας καθορίζονται από βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις. Μόνο για αυτούς τους τύπους αλληλεπιδράσεων μπορεί να χρησιμοποιηθεί η έννοια της δύναμης με την έννοια της Νευτώνειας μηχανικής. Οι βαρυτικές δυνάμεις είναι πιο σημαντικές στην αλληλεπίδραση μεγάλων μαζών. Οι εκδηλώσεις ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων είναι εξαιρετικά διαφορετικές. Οι γνωστές δυνάμεις τριβής, οι ελαστικές δυνάμεις είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης. Εφόσον ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα καθορίζει την επιτάχυνση ενός σώματος ανεξάρτητα από τη φύση των δυνάμεων που μεταδίδουν την επιτάχυνση, τότε στο μέλλον θα χρησιμοποιήσουμε τη λεγόμενη φαινομενολογική προσέγγιση: με βάση την εμπειρία, θα καθορίσουμε ποσοτικά πρότυπα για αυτές τις δυνάμεις.

ελαστικές δυνάμεις.Ελαστικές δυνάμεις προκύπτουν σε ένα σώμα που επηρεάζεται από άλλα σώματα ή πεδία και σχετίζονται με την παραμόρφωση του σώματος. Οι παραμορφώσεις είναι ένα ειδικό είδος κίνησης, δηλαδή η κίνηση των μερών του σώματος σε σχέση μεταξύ τους υπό τη δράση μιας εξωτερικής δύναμης. Όταν ένα σώμα παραμορφώνεται, αλλάζει το σχήμα και ο όγκος του. Για τα στερεά, διακρίνονται δύο περιοριστικές περιπτώσεις παραμόρφωσης: ελαστικό και πλαστικό. Η παραμόρφωση ονομάζεται ελαστική εάν εξαφανιστεί τελείως μετά τον τερματισμό της δράσης των παραμορφωτικών δυνάμεων. Με πλαστικές (ανελαστικές) παραμορφώσεις, τα σώματα διατηρούν εν μέρει το αλλαγμένο σχήμα τους μετά την αφαίρεση του φορτίου.

Οι ελαστικές παραμορφώσεις των σωμάτων είναι ποικίλες. Κάτω από τη δράση μιας εξωτερικής δύναμης, τα σώματα μπορούν να τεντώνονται και να συστέλλονται, να λυγίζουν, να συστρέφονται κ.λπ. Αυτή η μετατόπιση εξουδετερώνεται από τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωματιδίων συμπαγές σώμαπου κρατούν αυτά τα σωματίδια σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους. Επομένως, για κάθε είδους ελαστική παραμόρφωση στο σώμα, εσωτερικές δυνάμειςαποτρέποντας την παραμόρφωσή του. Οι δυνάμεις που προκύπτουν στο σώμα κατά την ελαστική παραμόρφωσή του και στρέφονται ενάντια στην κατεύθυνση μετατόπισης των σωματιδίων του σώματος που προκαλούνται από παραμόρφωση ονομάζονται ελαστικές δυνάμεις. Ελαστικές δυνάμεις δρουν σε οποιοδήποτε τμήμα του παραμορφωμένου σώματος, καθώς και στο σημείο επαφής του με το σώμα προκαλώντας παραμόρφωση.

Η εμπειρία δείχνει ότι για μικρές ελαστικές παραμορφώσεις, το μέγεθος της παραμόρφωσης είναι ανάλογο με τη δύναμη που την προκαλεί (Εικ. 2.3). Αυτή η δήλωση ονομάζεται νόμος Χουκ.

Robert Hooke, 1635-1702

Άγγλος φυσικός. Γεννημένος στο Freshwater στο Isle of Wight στην οικογένεια ενός ιερέα, αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Ενώ ήταν ακόμη στο πανεπιστήμιο, εργάστηκε ως βοηθός στο εργαστήριο του Robert Boyle, βοηθώντας τον τελευταίο να κατασκευάσει μια αντλία κενού για την εγκατάσταση στην οποία ανακαλύφθηκε ο νόμος Boyle-Mariotte. Ως σύγχρονος του Ισαάκ Νεύτωνα, συμμετείχε ενεργά μαζί του στις εργασίες της Βασιλικής Εταιρείας και το 1677 ανέλαβε τη θέση του επιστημονικού γραμματέα εκεί. Όπως πολλοί άλλοι επιστήμονες εκείνης της εποχής, ο Ρόμπερτ Χουκ ενδιαφέρθηκε για τους πιο διαφορετικούς τομείς των φυσικών επιστημών και συνέβαλε στην ανάπτυξη πολλών από αυτές. Στη μονογραφία του «Μικρογραφία», δημοσίευσε πολλά σκίτσα της μικροσκοπικής δομής των ζωντανών ιστών και άλλα βιολογικά δείγματα και εισήγαγε για πρώτη φορά τη σύγχρονη έννοια του «ζωντανού κυττάρου». Στη γεωλογία, ήταν ο πρώτος που συνειδητοποίησε τη σημασία των γεωλογικών στρωμάτων και ήταν ο πρώτος στην ιστορία που ασχολήθηκε με την επιστημονική μελέτη των φυσικών καταστροφών. Ήταν ένας από τους πρώτους που υπέθεσαν ότι η δύναμη της βαρυτικής έλξης μεταξύ των σωμάτων μειώνεται αναλογικά με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους και δύο συμπατριώτες και σύγχρονοι, ο Χουκ και ο Νιούτον, μέχρι το τέλος της ζωής τους αμφισβητούσαν το δικαίωμα του άλλου να είναι που λέγεται ο ανακαλύπτων του νόμου βαρύτητα. Ο Χουκ ανέπτυξε και κατασκεύασε προσωπικά μια σειρά από σημαντικά επιστημονικά όργανα και όργανα μέτρησης. Συγκεκριμένα, ήταν ο πρώτος που πρότεινε να τοποθετηθεί ένα σταυρόνημα δύο λεπτών νημάτων στο προσοφθάλμιο ενός μικροσκοπίου, ήταν ο πρώτος που πρότεινε να ληφθεί το σημείο πήξης του νερού ως μηδέν στην κλίμακα θερμοκρασίας και επίσης εφηύρε μια καθολική άρθρωση ( άρθρωση καρδανίου).

Η μαθηματική έκφραση του νόμου του Χουκ για την παραμόρφωση της μονόπλευρης τάσης (συμπίεση) είναι:

πού είναι η ελαστική δύναμη; - αλλαγή στο μήκος (παραμόρφωση) του σώματος. - συντελεστής αναλογικότητας, ανάλογα με το μέγεθος και το υλικό του σώματος, που ονομάζεται ακαμψία. Η μονάδα ακαμψίας SI είναι newton ανά μέτρο (N/m). Στην περίπτωση μονόπλευρης τάσης ή συμπίεσης, η ελαστική δύναμη κατευθύνεται κατά μήκος της ευθείας γραμμής κατά μήκος της οποίας δρα η εξωτερική δύναμη, προκαλώντας την παραμόρφωση του σώματος, αντίθετα από την κατεύθυνση αυτής της δύναμης και κάθετα στην επιφάνεια του σώματος. Η ελαστική δύναμη κατευθύνεται πάντα προς τη θέση ισορροπίας. Η ελαστική δύναμη που επιδρά στο σώμα από την πλευρά του στηρίγματος ή της ανάρτησης ονομάζεται δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος ή δύναμη τάσης της ανάρτησης.

Στο . Σε αυτήν την περίπτωση . Κατά συνέπεια, ο συντελεστής του Young είναι αριθμητικά ίσος με μια τέτοια κανονική τάση που θα έπρεπε να είχε προκύψει στο σώμα όταν το μήκος του διπλασιαστεί (αν ο νόμος του Hooke πληρούνταν για μια τόσο μεγάλη παραμόρφωση). Από το (2.3) μπορεί επίσης να φανεί ότι στις μονάδες SI, το μέτρο του Young μετριέται σε πασκάλ (). Για διαφορετικά υλικά, το μέτρο του Young ποικίλλει πολύ. Για τον χάλυβα, για παράδειγμα, και για το καουτσούκ, περίπου, δηλαδή πέντε τάξεις μεγέθους λιγότερο.

Φυσικά, ο νόμος του Χουκ, ακόμη και στη μορφή που βελτιώθηκε από τον Γιουνγκ, δεν περιγράφει όλα όσα συμβαίνουν σε ένα στερεό υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων. Φανταστείτε ένα λαστιχάκι. Αν δεν το τεντώσετε πολύ, θα προκύψει μια δύναμη επαναφοράς ελαστικής τάσης από το πλάι του λάστιχου και μόλις το αφήσετε, θα μαζευτεί αμέσως και θα επιστρέψει στο προηγούμενο σχήμα του. Εάν τεντώσετε περαιτέρω το λάστιχο, τότε αργά ή γρήγορα θα χάσει την ελαστικότητά του και θα νιώσετε ότι η δύναμη αντίστασης στο τέντωμα έχει μειωθεί. Άρα, έχετε ξεπεράσει το λεγόμενο όριο ελαστικότητας του υλικού. Εάν τραβήξετε περαιτέρω το λάστιχο, μετά από λίγο θα σπάσει εντελώς και η αντίσταση θα εξαφανιστεί εντελώς. Αυτό σημαίνει ότι έχει ξεπεραστεί το λεγόμενο breaking point. Με άλλα λόγια, ο νόμος του Hooke ισχύει μόνο για σχετικά μικρές συμπιέσεις ή τάσεις.

Ο πρώτος νόμος της μηχανικής ή ο νόμος της αδράνειας ( αδράνεια- αυτή είναι η ιδιότητα των σωμάτων να διατηρούν την ταχύτητά τους απουσία δράσης άλλων σωμάτων σε αυτό ), όπως συχνά αποκαλείται, ιδρύθηκε από τον Galileo. Αλλά ο Νεύτωνας έδωσε μια αυστηρή διατύπωση αυτού του νόμου και τον συμπεριέλαβε στους θεμελιώδεις νόμους της μηχανικής. Ο νόμος της αδράνειας αναφέρεται στην απλούστερη περίπτωση κίνησης - την κίνηση ενός σώματος που δεν επηρεάζεται από άλλα σώματα. Τέτοια σώματα ονομάζονται ελεύθερα σώματα.

Είναι αδύνατο να απαντήσουμε στο ερώτημα πώς κινούνται τα ελεύθερα σώματα χωρίς να αναφερθούμε στην εμπειρία. Ωστόσο, είναι αδύνατο να στηθεί ένα μόνο πείραμα που θα έδειχνε στην καθαρή του μορφή πώς κινείται ένα σώμα που δεν αλληλεπιδρά με τίποτα, αφού δεν υπάρχουν τέτοια σώματα. Πώς να είσαι;

Υπάρχει μόνο μία διέξοδος. Είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν συνθήκες για το σώμα κάτω από τις οποίες η επίδραση των εξωτερικών επιρροών μπορεί να γίνει όλο και μικρότερη και να παρατηρήσετε σε τι οδηγεί αυτό. Είναι δυνατόν, για παράδειγμα, να παρατηρήσετε την κίνηση μιας λείας πέτρας σε μια οριζόντια επιφάνεια αφού της έχει προσδοθεί μια ορισμένη ταχύτητα. (Η έλξη του βράχου προς το έδαφος εξισορροπείται από τη δράση της επιφάνειας στην οποία στηρίζεται και μόνο η τριβή επηρεάζει την ταχύτητά του.) Ωστόσο, είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι όσο πιο λεία είναι η επιφάνεια, τόσο πιο αργή θα μειωθεί η ταχύτητα του βράχου. Επί λείος πάγοςη πέτρα γλιστράει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς να αλλάζει αισθητά η ταχύτητα. Η τριβή μπορεί να μειωθεί στο ελάχιστο χρησιμοποιώντας ένα μαξιλάρι αέρα - πίδακες αέρα που υποστηρίζουν το σώμα πάνω από μια συμπαγή επιφάνεια κατά μήκος της οποίας πραγματοποιείται κίνηση. Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται στις θαλάσσιες μεταφορές (hovercraft). Με βάση τέτοιες παρατηρήσεις, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αν η επιφάνεια ήταν τέλεια λεία, τότε ελλείψει αντίστασης αέρα (στο κενό), η πέτρα δεν θα άλλαζε καθόλου την ταχύτητά της. Ο Γαλιλαίος πρώτος κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα.

Από την άλλη πλευρά, είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι όταν αλλάζει η ταχύτητα ενός σώματος, ανιχνεύεται πάντα η επίδραση άλλων σωμάτων σε αυτό. Από αυτό συνάγεται το συμπέρασμα ότι ένα σώμα αρκετά μακριά από άλλα σώματα και για αυτό το λόγο μη αλληλεπιδρώντας μαζί τους κινείται με σταθερή ταχύτητα.

Η κίνηση είναι σχετική, επομένως έχει νόημα να μιλάμε μόνο για την κίνηση ενός σώματος σε σχέση με ένα πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με ένα άλλο σώμα. Αμέσως προκύπτει το ερώτημα: ένα ελεύθερο σώμα θα κινείται με σταθερή ταχύτητα σε σχέση με οποιοδήποτε άλλο σώμα; Η απάντηση, φυσικά, είναι όχι. Έτσι, εάν σε σχέση με τη Γη ένα ελεύθερο σώμα κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα, τότε σε σχέση με ένα περιστρεφόμενο καρουζέλ το σώμα σίγουρα δεν θα κινηθεί με αυτόν τον τρόπο.

Οι παρατηρήσεις των κινήσεων των σωμάτων και οι στοχασμοί σχετικά με τη φύση αυτών των κινήσεων μας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι τα ελεύθερα σώματα κινούνται με σταθερή ταχύτητα, τουλάχιστον σε σχέση με ορισμένα σώματα και τα σχετικά συστήματα αναφοράς τους. Για παράδειγμα, σε σχέση με τη Γη. Αυτό είναι το κύριο περιεχόμενο του νόμου της αδράνειας.

Να γιατί Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

Υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς, σε σχέση με τα οποία το σώμα (υλικό σημείο), ελλείψει εξωτερικών επιρροών σε αυτό (ή με την αμοιβαία αντιστάθμιση τους), διατηρεί μια κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση.

Αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα υποστηρίζει (αυτό μπορεί να επαληθευτεί πειραματικά με διάφορους βαθμούς ακρίβειας) ότι τα αδρανειακά συστήματα υπάρχουν στην πραγματικότητα. Αυτός ο νόμος της μηχανικής τοποθετεί τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς σε μια ειδική, προνομιακή θέση.

συστήματα αναφοράς, στο οποίο ικανοποιείται ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, ονομάζονται αδρανειακές.

Αδρανειακά πλαίσια αναφοράς- πρόκειται για συστήματα σε σχέση με τα οποία ένα υλικό σημείο, ελλείψει εξωτερικών επιρροών σε αυτό ή αμοιβαίας αντιστάθμισης, βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα.

Υπάρχει ένας άπειρος αριθμός αδρανειακών συστημάτων. Το πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με ένα τρένο που κινείται με σταθερή ταχύτητα κατά μήκος ενός ευθύγραμμου τμήματος της γραμμής είναι επίσης ένα αδρανειακό πλαίσιο (περίπου), όπως το πλαίσιο που σχετίζεται με τη Γη. Όλα τα αδρανειακά πλαίσια αναφοράς σχηματίζουν μια κατηγορία πλαισίων που κινούνται το ένα ως προς το άλλο ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Οι επιταχύνσεις οποιουδήποτε σώματος σε διαφορετικά αδρανειακά πλαίσια είναι ίδιες.

Πώς να ορίσετε τι αυτό το σύστημαη αναφορά είναι αδρανειακή; Αυτό μπορεί να γίνει μόνο με την εμπειρία. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι, με πολύ υψηλό βαθμό ακρίβειας, το ηλιοκεντρικό πλαίσιο μπορεί να θεωρηθεί αδρανειακό σύστημα αναφοράς, στο οποίο η αρχή των συντεταγμένων σχετίζεται με τον Ήλιο και οι άξονες κατευθύνονται σε ορισμένα «σταθερά» αστέρια. Τα πλαίσια αναφοράς που συνδέονται άκαμπτα με την επιφάνεια της Γης, αυστηρά μιλώντας, δεν είναι αδρανειακά, αφού η Γη κινείται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο και, ταυτόχρονα, περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Ωστόσο, όταν περιγράφονται κινήσεις που δεν έχουν παγκόσμια (δηλαδή παγκόσμια) κλίμακα, τα συστήματα αναφοράς που σχετίζονται με τη Γη μπορούν να θεωρηθούν αδρανειακά με επαρκή ακρίβεια.

Αδρανειακά συστήματα αναφοράς είναι αυτά που κινούνται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα σε σχέση με οποιοδήποτε αδρανειακό σύστημα αναφοράς..

Ο Γαλιλαίος το διαπίστωσε αυτό δεν υπάρχουν μηχανικά πειράματα μέσα σε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς, είναι αδύνατο να εξακριβωθεί εάν αυτό το πλαίσιο βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Αυτή η δήλωση ονομάζεται Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου ή μηχανική αρχή της σχετικότητας.

Αυτή η αρχή αναπτύχθηκε στη συνέχεια από τον A. Einstein και είναι ένα από τα αξιώματα της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς διαδραματίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στη φυσική, αφού, σύμφωνα με την αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η μαθηματική έκφραση οποιουδήποτε νόμου της φυσικής έχει την ίδια μορφή σε κάθε αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Στο μέλλον, θα χρησιμοποιούμε μόνο αδρανειακά συστήματα (χωρίς να το αναφέρουμε αυτό κάθε φορά).

Τα πλαίσια αναφοράς στα οποία δεν ισχύει ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα καλούνται μη αδρανειακήΚαι.

Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν οποιοδήποτε σύστημα αναφοράς που κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με το αδρανειακό σύστημα αναφοράς.

Στη Νευτώνεια μηχανική, οι νόμοι της αλληλεπίδρασης των σωμάτων διατυπώνονται για την κατηγορία των αδρανειακών πλαισίων αναφοράς.

Ένα παράδειγμα μηχανικού πειράματος στο οποίο εκδηλώνεται η μη αδράνεια ενός συστήματος που συνδέεται με τη Γη είναι η συμπεριφορά Εκκρεμές Φουκώ. Αυτό είναι το όνομα μιας τεράστιας μπάλας που αιωρείται σε ένα αρκετά μακρύ νήμα και κάνει μικρές ταλαντώσεις γύρω από τη θέση ισορροπίας. Εάν το σύστημα που συνδέεται με τη Γη ήταν αδρανειακό, το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς Φουκώ θα παρέμενε αμετάβλητο σε σχέση με τη Γη. Στην πραγματικότητα, το επίπεδο αιώρησης του εκκρεμούς περιστρέφεται λόγω της περιστροφής της Γης και η προβολή της τροχιάς του εκκρεμούς στην επιφάνεια της Γης μοιάζει με ροζέτα (Εικ. 1). Ρύζι. 2

Βιβλιογραφία

1. Open Physics 2.5 (http://college.ru/physics/)
2. Φυσική: Μηχανική. Βαθμός 10: Proc. για εις βάθος μελέτη της φυσικής / Μ.Μ. Balashov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky και άλλοι. Εκδ. G.Ya. Myakishev. – M.: Bustard, 2002. – 496 σελ.

Οι αρχαίοι φιλόσοφοι προσπάθησαν να κατανοήσουν την ουσία της κίνησης, να προσδιορίσουν την επίδραση των αστεριών και του Ήλιου σε ένα άτομο. Επιπλέον, οι άνθρωποι πάντα προσπαθούσαν να εντοπίσουν τις δυνάμεις που δρουν σε ένα υλικό σημείο στη διαδικασία της κίνησής του, καθώς και σε μια στιγμή ανάπαυσης.

Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ελλείψει κίνησης δεν ασκούνται δυνάμεις στο σώμα. Ας προσπαθήσουμε να μάθουμε ποια συστήματα αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά, θα δώσουμε παραδείγματα.

Κατάσταση ηρεμίας

Στην καθημερινή ζωή, είναι δύσκολο να εντοπιστεί μια τέτοια κατάσταση. Σχεδόν σε όλους τους τύπους μηχανικής κίνησης, θεωρείται η παρουσία εξωτερικών δυνάμεων. Ο λόγος είναι η δύναμη της τριβής, που δεν επιτρέπει σε πολλά αντικείμενα να φύγουν από την αρχική τους θέση, να φύγουν από την κατάσταση ηρεμίας.

Λαμβάνοντας υπόψη παραδείγματα αδρανειακών συστημάτων αναφοράς, σημειώνουμε ότι όλα αντιστοιχούν στον 1ο νόμο του Νεύτωνα. Μόνο μετά την ανακάλυψή του ήταν δυνατό να εξηγηθεί η κατάσταση ηρεμίας, να υποδειχθούν οι δυνάμεις που δρουν σε αυτή την κατάσταση στο σώμα.

Δήλωση του 1ου Νόμου του Νεύτωνα

Στη σύγχρονη ερμηνεία, εξηγεί την ύπαρξη συστημάτων συντεταγμένων, σε σχέση με τα οποία μπορεί κανείς να θεωρήσει την απουσία εξωτερικών δυνάμεων που δρουν σε ένα υλικό σημείο. Από τη σκοπιά του Νεύτωνα, τα συστήματα αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά, τα οποία μας επιτρέπουν να εξετάσουμε τη διατήρηση της ταχύτητας του σώματος για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ορισμοί

Ποια πλαίσια αναφοράς είναι αδρανειακά; Παραδείγματα μελετώνται σε σχολικό μάθημαη φυσικη. Αδρανειακά συστήματα αναφοράς θεωρούνται αυτά ως προς τα οποία το υλικό σημείο κινείται με σταθερή ταχύτητα. Ο Νεύτωνας διευκρίνισε ότι οποιοδήποτε σώμα μπορεί να βρίσκεται σε παρόμοια κατάσταση αρκεί να μην υπάρχει ανάγκη να του ασκηθούν δυνάμεις που μπορούν να αλλάξουν μια τέτοια κατάσταση.

Στην πραγματικότητα, ο νόμος της αδράνειας δεν πληρούται σε όλες τις περιπτώσεις. Αναλύοντας παραδείγματα αδρανειακών και μη αδρανειακών πλαισίων αναφοράς, σκεφτείτε ένα άτομο που κρατιέται από τις χειρολισθήρες σε ένα κινούμενο όχημα. Με ένα απότομο φρενάρισμα του αυτοκινήτου, ένα άτομο κινείται αυτόματα σε σχέση με το όχημα, παρά την απουσία εξωτερικής δύναμης.

Αποδεικνύεται ότι δεν αντιστοιχούν όλα τα παραδείγματα ενός αδρανειακού πλαισίου αναφοράς στη διατύπωση του νόμου 1 του Νεύτωνα. Για να διευκρινιστεί ο νόμος της αδράνειας, εισήχθη μια αναθεωρημένη αναφορά, στην οποία πληρούται άψογα.

Τύποι συστημάτων αναφοράς

Ποια συστήματα αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά; Θα ξεκαθαρίσει σύντομα. "Δώστε παραδείγματα αδρανειακών συστημάτων αναφοράς στα οποία εκπληρώνεται ο 1ος νόμος του Νεύτωνα" - μια παρόμοια εργασία προσφέρεται σε μαθητές που έχουν επιλέξει τη φυσική ως εξέταση στην ένατη τάξη. Για να αντεπεξέλθουμε στην εργασία, είναι απαραίτητο να έχουμε μια ιδέα για αδρανειακά και μη αδρανειακά πλαίσια αναφοράς.

Η αδράνεια περιλαμβάνει τη διατήρηση της ηρεμίας ή της ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης του σώματος όσο το σώμα βρίσκεται σε απομόνωση. «Απομονωμένα» θεωρούν τα σώματα που δεν συνδέονται, δεν αλληλεπιδρούν, απομακρύνονται το ένα από το άλλο.

Εξετάστε μερικά παραδείγματα αδρανειακού πλαισίου αναφοράς. Υποθέτοντας ένα αστέρι στον γαλαξία ως πλαίσιο αναφοράς, αντί για ένα κινούμενο λεωφορείο, η εφαρμογή του νόμου της αδράνειας για τους επιβάτες που κρατιούνται από τις ράγες θα ήταν άψογη.

Κατά τη διάρκεια του φρεναρίσματος, αυτό το όχημα θα συνεχίσει να κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή μέχρι να δράσουν άλλα σώματα πάνω του.

Ποια είναι μερικά παραδείγματα αδρανειακού πλαισίου αναφοράς; Δεν πρέπει να έχουν σχέση με το αναλυόμενο σώμα, να επηρεάζουν την αδράνειά του.

Για τέτοια συστήματα πληρούται ο 1ος νόμος του Νεύτωνα. ΣΕ πραγματική ζωήείναι δύσκολο να θεωρηθεί η κίνηση του σώματος σε σχέση με αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Είναι αδύνατο να φτάσετε σε ένα μακρινό αστέρι για να πραγματοποιήσετε επίγεια πειράματα από αυτό.

Η Γη λαμβάνεται ως συστήματα αναφοράς υπό όρους, παρά το γεγονός ότι συνδέεται με αντικείμενα τοποθετημένα σε αυτήν.

Είναι δυνατός ο υπολογισμός της επιτάχυνσης στο αδρανειακό σύστημα αναφοράς αν θεωρήσουμε την επιφάνεια της Γης ως σύστημα αναφοράς. Στη φυσική, δεν υπάρχει μαθηματική καταγραφή του 1ου νόμου του Νεύτωνα, αλλά είναι αυτός που είναι η βάση για την παραγωγή πολλών φυσικούς ορισμούςκαι όρους.

Παραδείγματα αδρανειακών πλαισίων αναφοράς

Οι μαθητές μερικές φορές δυσκολεύονται να καταλάβουν φυσικά φαινόμενα. Στους μαθητές της ένατης τάξης προσφέρεται η εργασία με το ακόλουθο περιεχόμενο: «Ποια πλαίσια αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά; Δώστε παραδείγματα τέτοιων συστημάτων. Ας υποθέσουμε ότι το καρότσι με την μπάλα κινείται αρχικά σε μια επίπεδη επιφάνεια με σταθερή ταχύτητα. Στη συνέχεια κινείται κατά μήκος της άμμου, με αποτέλεσμα η μπάλα να τίθεται σε επιταχυνόμενη κίνηση, παρά το γεγονός ότι δεν ασκούνται άλλες δυνάμεις πάνω της (το συνολικό τους αποτέλεσμα είναι μηδέν).

Η ουσία αυτού που συμβαίνει μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι ενώ κινείται κατά μήκος της αμμώδους επιφάνειας, το σύστημα παύει να είναι αδρανειακό, έχει σταθερή ταχύτητα. Παραδείγματα αδρανειακών και μη αδρανειακών πλαισίων αναφοράς υποδεικνύουν ότι η μετάβασή τους συμβαίνει σε μια ορισμένη χρονική περίοδο.

Όταν το αμάξωμα επιταχύνει, η επιτάχυνσή του έχει θετική τιμή και κατά το φρενάρισμα, ο αριθμός αυτός γίνεται αρνητικός.

Καμπυλόγραμμη κίνηση

Σε σχέση με τα αστέρια και τον Ήλιο, η κίνηση της Γης πραγματοποιείται κατά μήκος μιας καμπυλόγραμμης τροχιάς, η οποία έχει σχήμα έλλειψης. Αυτό το πλαίσιο αναφοράς, στο οποίο το κέντρο είναι ευθυγραμμισμένο με τον Ήλιο και οι άξονες κατευθύνονται προς ορισμένα αστέρια, θα θεωρείται αδρανειακό.

Σημειώστε ότι οποιοδήποτε σύστημα αναφοράς θα κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα σε σχέση με το ηλιοκεντρικό πλαίσιο είναι αδρανειακό. Η καμπυλόγραμμη κίνηση πραγματοποιείται με κάποια επιτάχυνση.

Δεδομένου του γεγονότος ότι η Γη κινείται γύρω από τον άξονά της, το πλαίσιο αναφοράς, που σχετίζεται με την επιφάνειά της, σε σχέση με το ηλιοκεντρικό κινείται με κάποια επιτάχυνση. Σε μια τέτοια κατάσταση, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το πλαίσιο αναφοράς, που συνδέεται με την επιφάνεια της Γης, κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με το ηλιοκεντρικό, επομένως δεν μπορεί να θεωρηθεί αδρανειακό. Όμως η αξία της επιτάχυνσης ενός τέτοιου συστήματος είναι τόσο μικρή που σε πολλές περιπτώσεις επηρεάζει σημαντικά τις ιδιαιτερότητες των μηχανικών φαινομένων που θεωρούνται σχετικά με αυτό.

Για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων τεχνικής φύσης, συνηθίζεται να θεωρείται αδρανειακό το πλαίσιο αναφοράς που συνδέεται άκαμπτα με την επιφάνεια της Γης.

Σχετικότητα Γαλιλαίος

Όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς έχουν μια σημαντική ιδιότητα, η οποία περιγράφεται από την αρχή της σχετικότητας. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι οποιοδήποτε μηχανικό φαινόμενο υπό τις ίδιες αρχικές συνθήκες πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο, ανεξάρτητα από το επιλεγμένο πλαίσιο αναφοράς.

Η ισότητα του ISO σύμφωνα με την αρχή της σχετικότητας εκφράζεται στις ακόλουθες διατάξεις:

• Σε τέτοια συστήματα, είναι τα ίδια, επομένως οποιαδήποτε εξίσωση περιγράφεται από αυτά, εκφρασμένη σε συντεταγμένες και χρόνο, παραμένει αμετάβλητη.
• Τα αποτελέσματα των εν εξελίξει μηχανικών πειραμάτων καθιστούν δυνατό να διαπιστωθεί εάν το πλαίσιο αναφοράς θα είναι σε ηρεμία ή εάν θα εκτελεί ευθύγραμμη ομοιόμορφη κίνηση. Οποιοδήποτε σύστημα μπορεί υπό όρους να αναγνωριστεί ως ακίνητο εάν το άλλο κινείται ταυτόχρονα σε σχέση με αυτό με μια ορισμένη ταχύτητα.
• Οι εξισώσεις της μηχανικής παραμένουν αμετάβλητες ως προς τους μετασχηματισμούς συντεταγμένων στην περίπτωση μετάβασης από το ένα σύστημα στο άλλο. Είναι δυνατό να περιγραφεί το ίδιο φαινόμενο σε διαφορετικά συστήματα, αλλά η φυσική τους φύση δεν θα αλλάξει.

Επίλυση προβλήματος

Πρώτο παράδειγμα.

Προσδιορίστε εάν ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς είναι: α) ένας τεχνητός δορυφόρος της Γης. β) παιδική έλξη.

Απάντηση.Στην πρώτη περίπτωση, δεν τίθεται θέμα αδρανειακού συστήματος αναφοράς, αφού ο δορυφόρος κινείται σε τροχιά υπό την επίδραση της δύναμης της βαρύτητας, επομένως, η κίνηση γίνεται με κάποια επιτάχυνση.

Δεύτερο παράδειγμα.

Το σύστημα αναφοράς είναι σταθερά συνδεδεμένο με τον ανελκυστήρα. Σε ποιες περιπτώσεις μπορεί να ονομαστεί αδρανειακό; Εάν ο ανελκυστήρας: α) πέσει κάτω. β) κινείται ομοιόμορφα προς τα πάνω. γ) ανεβαίνει γρήγορα δ) ομοιόμορφα κατευθυνόμενη προς τα κάτω.

Απάντηση.α) Στην ελεύθερη πτώση εμφανίζεται επιτάχυνση, άρα το πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τον ανελκυστήρα δεν θα είναι αδρανειακό.

β) Με ομοιόμορφη κίνηση του ανελκυστήρα, το σύστημα είναι αδρανειακό.

γ) Όταν κινείται με κάποια επιτάχυνση, το πλαίσιο αναφοράς θεωρείται αδρανειακό.

δ) Ο ανελκυστήρας κινείται αργά, έχει αρνητική επιτάχυνση, άρα το πλαίσιο αναφοράς δεν μπορεί να ονομαστεί αδρανειακό.

συμπέρασμα

Καθ' όλη τη διάρκεια της ύπαρξής της, η ανθρωπότητα προσπαθούσε να κατανοήσει τα φαινόμενα που συμβαίνουν στη φύση. Προσπάθειες να εξηγηθεί η σχετικότητα της κίνησης έγιναν από τον Galileo Galilei. Ο Ισαάκ Νεύτων πέτυχε να αντλήσει το νόμο της αδράνειας, ο οποίος άρχισε να χρησιμοποιείται ως το κύριο αξίωμα στους υπολογισμούς στη μηχανική.

Προς το παρόν, το σύστημα για τον προσδιορισμό της θέσης του σώματος περιλαμβάνει το σώμα, τη συσκευή για τον προσδιορισμό του χρόνου, καθώς και το σύστημα συντεταγμένων. Ανάλογα με το αν το σώμα είναι κινητό ή ακίνητο, είναι δυνατός ο χαρακτηρισμός της θέσης ενός συγκεκριμένου αντικειμένου στην επιθυμητή χρονική περίοδο.

Αδρανειακά πλαίσια αναφοράςονομάζονται τέτοια συστήματα, σε σχέση με τα οποία όλα τα σώματα που δεν βιώνουν τη δράση δυνάμεων κινούνται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα.

Εάν οποιοδήποτε πλαίσιο αναφοράς κινείται σε σχέση με το αδρανειακό πλαίσιο μεταφορικά, αλλά όχι σε ευθεία γραμμή και ομοιόμορφα, αλλά με επιτάχυνση ή περιστροφή, τότε ένα τέτοιο πλαίσιο δεν μπορεί να είναι αδρανειακό και ο νόμος της αδράνειας δεν πληρούται σε αυτό.

Σε όλα αδρανειακά πλαίσια αναφοράςόλες οι μηχανικές και φυσικές διεργασίες προχωρούν με τον ίδιο ακριβώς τρόπο (υπό τις ίδιες συνθήκες).

Σύμφωνα με την αρχή της σχετικότητας, τα πάντα αδρανειακά πλαίσια αναφοράςείναι ίσες και όλες οι εκδηλώσεις των νόμων της φυσικής σε αυτές φαίνονται ίδιες και οι εγγραφές αυτών των νόμων σε διαφορετικά αδρανειακά συστήματα αναφοράς έχουν την ίδια μορφή.

Αν σε έναν ισότροπο χώρο υπάρχει τουλάχιστον ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι υπάρχει ένας άπειρος αριθμός τέτοιων συστημάτων που κινούνται προοδευτικά, ομοιόμορφα και ευθύγραμμα μεταξύ τους. Εάν υπάρχουν αδρανειακά συστήματα αναφοράς, τότε ο χώρος είναι ομοιογενής και ισότροπος και ο χρόνος ομοιογενής.

οι νόμοι του Νεύτωνακαι άλλοι νόμοι της δυναμικής ικανοποιούνται μόνο σε αδρανειακά πλαίσια αναφοράς.

Εξετάστε ένα παράδειγμα αδρανειακών και μη αδρανειακών συστημάτων. Πάρτε ένα καρότσι με δύο μπάλες πάνω του. Ένα από αυτά βρίσκεται σε μια οριζόντια επιφάνεια και το άλλο αιωρείται από ένα νήμα. Πρώτον, το τρόλεϊ κινείται σε σχέση με τη Γη σε ευθεία και ομοιόμορφα ( ΕΝΑ). Οι δυνάμεις που ασκούνται σε κάθε μπάλα κατακόρυφα είναι ισορροπημένες και δεν ασκούνται δυνάμεις στις μπάλες οριζόντια (η δύναμη της αντίστασης του αέρα μπορεί να αγνοηθεί).

Σε οποιαδήποτε ταχύτητα του καροτσιού σε σχέση με το έδαφος ( υ 1, υ 2, υ 3κ.λπ.) οι μπάλες θα είναι σε ηρεμία σε σχέση με το τρόλεϊ, το κύριο πράγμα είναι ότι η ταχύτητα είναι σταθερή.

Ωστόσο, όταν το τρόλεϊ χτυπά σε ανάχωμα άμμου ( σι), η ταχύτητά του θα αρχίσει να μειώνεται γρήγορα, με αποτέλεσμα το καρότσι να σταματήσει. Κατά το φρενάρισμα του καροτσιού, και οι δύο μπάλες θα αρχίσουν να κινούνται - θα αλλάξουν την ταχύτητά τους σε σχέση με το καρότσι, αν και δεν τις πιέζουν δυνάμεις.

Σε αυτό το παράδειγμα, το πρώτο (υπό όρους ακίνητο) πλαίσιο αναφοράς είναι η Γη. Το δεύτερο πλαίσιο αναφοράς που κινείται σε σχέση με το πρώτο είναι το τρόλεϊ. Ενώ το καρότσι κινούνταν ομοιόμορφα και ευθύγραμμα, οι μπάλες ήταν σε ηρεμία σε σχέση με το καρότσι, δηλαδή πληρούνταν ο νόμος της αδράνειας. Μόλις το κάρο άρχισε να επιβραδύνεται, δηλαδή άρχισε να κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με το αδρανειακό (πρώτο) πλαίσιο αναφοράς, ο νόμος της αδράνειας έπαψε να εκπληρώνεται.

Δεν υπάρχει αυστηρά αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς. Το πραγματικό πλαίσιο αναφοράς συνδέεται πάντα με κάποιο συγκεκριμένο σώμα, σε σχέση με το οποίο μελετώνται διάφορα αντικείμενα. Όλα τα πραγματικά σώματα κινούνται με κάποιο είδος επιτάχυνσης, επομένως οποιοδήποτε πραγματικό πλαίσιο αναφοράς μπορεί να θεωρηθεί ως αδρανειακό μόνο κατά προσέγγιση.

αδρανειακό σύστημαθεωρείται με πολύ υψηλό βαθμό ακρίβειας ηλιοκεντρικό σύστημα, που σχετίζεται με το κέντρο του Ήλιου και συντεταγμένους άξονες που κατευθύνονται σε τρία μακρινά αστέρια. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται σε προβλήματα ουράνιας μηχανικής και αστροναυτικής. Στα περισσότερα τεχνικά προβλήματα, αδρανειακό σύστημα αναφοράς θεωρείται κάθε σύστημα άκαμπτα συνδεδεμένο με τη γη (ή οποιοδήποτε σώμα βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται σε ευθεία γραμμή και ομοιόμορφα σε σχέση με την επιφάνεια της Γης).