Номер 1, страница 158 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Параграф 2.1. Основное утверждение механики. Глава 2. Законы механики Ньютона. Динамика - номер 1, страница 158.

Условие.

? 1. Зачем при описании движения тел понадобилось введение инерциальной системы отсчёта?

Решение.

Введение понятия инерциальной системы отсчёта (ИСО) является ключевым моментом в классической механике, так как оно позволило сформулировать законы движения в наиболее простой и универсальной форме. Главная причина заключается в том, что законы Ньютона справедливы именно в таких системах отсчёта.

Первый закон Ньютона, или закон инерции, по своей сути, определяет инерциальную систему отсчёта. Он утверждает, что существуют такие системы отсчёта, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют силы или их действие скомпенсировано. Это базовое условие, при котором остальные законы динамики работают предсказуемо и просто.

В инерциальной системе отсчёта изменение скорости тела (то есть его ускорение) всегда вызвано реальным силовым воздействием со стороны других тел. Эту связь описывает второй закон Ньютона в его знаменитой форме: $ \vec{F} = m\vec{a} $, где $ \vec{F} $ — это векторная сумма всех реальных сил, приложенных к телу. Вне ИСО эта простая формула перестаёт работать.

В неинерциальных системах отсчёта (например, в автомобиле, который разгоняется, тормозит или поворачивает), тела могут менять свою скорость даже в отсутствие реальных сил. Чтобы описать такое движение с помощью привычных законов, физикам приходится вводить так называемые силы инерции (фиктивные силы), например, центробежную силу или силу Кориолиса. Эти силы не являются результатом взаимодействия тел, а возникают лишь из-за ускоренного движения самой системы отсчёта, что значительно усложняет анализ.

Таким образом, инерциальные системы отсчёта понадобились для того, чтобы создать «идеальные условия» или стандарт, в рамках которого законы движения имеют простейший вид и универсальный характер. Это позволяет описывать физические явления единообразно, не завися от того, в какой именно из бесконечного множества инерциальных систем мы проводим наблюдение (принцип относительности Галилея).

Ответ: Введение инерциальной системы отсчёта было необходимо для того, чтобы сформулировать законы механики (в частности, законы Ньютона) в их наиболее простой и универсальной форме. Только в инерциальных системах отсчёта ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей реальных сил, приложенных к нему, и для описания движения не требуется вводить фиктивные силы.