Номер 4, страница 64 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 12. Закон инерции — первый закон Ньютона. Вопросы - номер 4, страница 64.

Условие.

4. Приведите примеры инерциальных и неинерциальных систем отсчёта.

Решение.

3. Сформулируйте первый закон Ньютона.

Первый закон Ньютона, также известный как закон инерции, постулирует существование инерциальных систем отсчёта. Существует несколько эквивалентных формулировок, одна из наиболее распространённых звучит так:

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Другими словами, если равнодействующая всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело будет либо покоиться, либо двигаться с постоянной по величине и направлению скоростью. Математически это условие можно записать так: если $ \sum \vec{F} = 0 $, то $ \vec{a} = 0 $, и, следовательно, $ \vec{v} = \text{const} $.

Ответ: Существуют такие системы отсчёта (инерциальные), в которых тело, на которое не действуют силы или их действие скомпенсировано, находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно.

4. Приведите примеры инерциальных и неинерциальных систем отсчёта.

Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это система отсчёта, в которой выполняется первый закон Ньютона. Такая система либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Неинерциальная система отсчёта (НИСО) — это система, движущаяся с ускорением относительно инерциальной.

Примеры инерциальных систем отсчёта:

• Гелиоцентрическая система отсчёта. Система, начало которой совмещено с центром масс Солнечной системы, а оси направлены на далёкие звёзды. Она является инерциальной с очень высокой степенью точности.

• Система отсчёта, связанная с Землёй (приближённо). Для решения большинства повседневных задач (например, анализ движения автомобиля или пешехода) систему отсчёта, связанную с поверхностью Земли, можно считать инерциальной, пренебрегая эффектами её вращения и обращения вокруг Солнца.

• Движущийся с постоянной скоростью транспорт. Система отсчёта, связанная с вагоном поезда или салоном самолёта, которые движутся прямолинейно и с постоянной скоростью, является инерциальной.

Примеры неинерциальных систем отсчёта:

• Ускоряющийся или тормозящий транспорт. Система отсчёта, связанная с автомобилем, который разгоняется, тормозит или поворачивает. Пассажиры в таком автомобиле испытывают действие сил инерции.

• Вращающиеся объекты. Система отсчёта, связанная с вращающейся каруселью, центрифугой или даже с поверхностью Земли (если требуется высокая точность), является неинерциальной, так как любая точка такого объекта движется с центростремительным ускорением.

• Лифт. Система отсчёта, связанная с кабиной лифта в моменты начала движения, остановки или изменения скорости, является неинерциальной.

Ответ: Примеры инерциальных систем отсчёта: гелиоцентрическая система, поезд, движущийся равномерно и прямолинейно. Примеры неинерциальных систем отсчёта: разгоняющийся автомобиль, вращающаяся карусель, лифт в момент начала движения.