Номер 6, страница 59 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

6. В каких системах отсчёта вводят понятие о силах инерции?

а. Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это система, в которой тело, не подверженное внешним воздействиям, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Строго говоря, система отсчёта, связанная с Землёй, не является инерциальной, так как Земля участвует как минимум в двух вращательных движениях: суточном вращении вокруг своей оси и годовом обращении вокруг Солнца. Оба эти движения являются ускоренными.

Однако при решении подавляющего большинства практических задач, особенно тех, которые рассматривают движение тел на поверхности Земли в течение коротких промежутков времени, ускорения, обусловленные вращением Земли, оказываются пренебрежимо малыми. Например, центростремительное ускорение на экваторе, вызванное суточным вращением, составляет всего около $0.034 \text{ м/с}^2$, что значительно меньше ускорения свободного падения ($g \approx 9.8 \text{ м/с}^2$). Эффекты неинерциальности (например, сила Кориолиса) становятся существенными лишь при рассмотрении крупномасштабных явлений, таких как движение воздушных масс в атмосфере, океанских течений, или при движении тел на большие расстояния (например, в баллистике). Поэтому для описания движения автомобиля, падения камня или полёта мяча систему отсчёта, связанную с Землёй, можно с очень высокой точностью считать инерциальной.

Ответ: Землю можно считать инерциальной системой отсчёта при решении задач, в которых эффекты, вызванные её суточным вращением и обращением вокруг Солнца, пренебрежимо малы по сравнению с другими силами и ускорениями, действующими в задаче.

б. Понятие о силах инерции вводят при описании движения тел в неинерциальных системах отсчёта. Неинерциальной называется система отсчёта, которая движется с ускорением относительно любой инерциальной системы отсчёта.

В инерциальных системах отсчёта (ИСО) второй закон Ньютона гласит, что ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к нему реальных сил: $m\vec{a} = \sum \vec{F}_{\text{реал}}$. В неинерциальных системах отсчёта (НСО) этот закон в таком виде не выполняется. Чтобы формально сохранить привычную форму второго закона Ньютона, к реальным силам, действующим на тело, добавляют фиктивные силы, называемые силами инерции. Эти силы не являются результатом взаимодействия с другими телами, а возникают исключительно из-за ускоренного движения самой системы отсчёта.

Основная цель введения сил инерции — получить возможность описывать движение в НСО так, как будто это ИСО. Уравнение движения в НСО принимает вид $m\vec{a}' = \sum \vec{F}_{\text{реал}} + \vec{F}_{\text{инерции}}$, где $\vec{a}'$ — ускорение тела относительно НСО. Примерами сил инерции являются центробежная сила и сила Кориолиса, которые вводятся во вращающихся системах отсчёта.

Ответ: Понятие о силах инерции вводят в неинерциальных системах отсчёта, то есть в системах, движущихся с ускорением относительно инерциальных.