Номер 3, страница 64 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 12. Закон инерции — первый закон Ньютона. Задания и упражнения - номер 3, страница 64.

Условие.

3. Мотоциклист, двигаясь с постоянной по модулю скоростью, совершает поворот на закруглённом участке дороги. Можно ли считать систему отсчёта, связанную с мотоциклистом, инерциальной?

Решение.

Решение

Инерциальной системой отсчета (ИСО) называется такая система, относительно которой тело, на которое не действуют никакие силы (или действие этих сил скомпенсировано), движется с постоянной скоростью (то есть равномерно и прямолинейно) или покоится. Ключевым свойством ИСО является то, что она сама не движется с ускорением.

В условии задачи мотоциклист движется по закруглённому участку дороги. Даже если модуль его скорости постоянен, направление вектора скорости непрерывно изменяется в каждой точке траектории. Изменение вектора скорости (даже только по направлению) означает, что тело движется с ускорением.

Такое ускорение, возникающее при движении по криволинейной траектории, называется центростремительным. Оно всегда направлено к центру кривизны траектории и вычисляется по формуле $a_ц = \frac{v^2}{R}$, где $\text{v}$ — это модуль скорости, а $\text{R}$ — радиус кривизны траектории.

Так как мотоциклист движется с ускорением, то и система отсчета, связанная с ним, также является ускоренной. Система отсчета, движущаяся с ускорением, по определению является неинерциальной. В такой системе отсчета не выполняется первый закон Ньютона, и для описания движения в ней необходимо вводить так называемые силы инерции (например, центробежную силу).

Ответ: Нет, систему отсчёта, связанную с мотоциклистом, нельзя считать инерциальной, поскольку она движется с центростремительным ускорением.