Номер 3, страница 73 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 20. Первый закон Ньютона. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 3, страница 73.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Инерциальной системой отсчёта (ИСО) называется такая система, в которой выполняется первый закон Ньютона, также известный как закон инерции. Этот закон утверждает, что материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не изменит это состояние. Иными словами, если векторная сумма всех внешних сил, действующих на тело, равна нулю, то его ускорение также равно нулю.

Чтобы на практике установить, является ли данная система отсчёта инерциальной, необходимо провести эксперимент, основанный на этом законе. Порядок действий следующий:

1. Взять пробное тело, для которого можно обеспечить условие отсутствия или компенсации внешних сил. Такое тело называют свободным. Это означает, что равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю: $ \sum \vec{F} = 0 $. Добиться этого можно либо удалив тело на очень большое расстояние от других тел (что практически невозможно), либо скомпенсировав все действующие на него силы (например, силу тяжести скомпенсировать силой реакции опоры, а силу трения минимизировать).

2. Наблюдать за характером движения этого свободного тела из исследуемой системы отсчёта.

3. Сделать вывод на основе наблюдений:

• Если свободное тело в этой системе отсчёта остаётся в состоянии покоя ($ \vec{v} = 0 $) или движется с постоянной по модулю и направлению скоростью ($ \vec{v} = \text{const} $), то его ускорение равно нулю ($ \vec{a} = 0 $). В этом случае система отсчёта является инерциальной.
• Если же свободное тело, на которое не действуют силы, движется с ускорением ($ \vec{a} \ne 0 $), то данная система отсчёта является неинерциальной. Ускорение тела в этом случае объясняется не действием сил, а свойствами самой системы отсчёта (её собственным ускорением или вращением).

Следует отметить, что абсолютно инерциальных систем отсчёта в природе не существует. Однако с очень высокой степенью точности инерциальной можно считать гелиоцентрическую систему отсчёта, связанную с центром Солнца, оси которой направлены на далёкие "неподвижные" звёзды. Любая другая система отсчёта, движущаяся относительно неё равномерно и прямолинейно (поступательно), также будет инерциальной.

Ответ: Чтобы установить, является ли система отсчёта инерциальной, необходимо экспериментально проверить, выполняется ли для неё закон инерции. Для этого нужно проследить за движением тела, на которое не действуют силы или их действие скомпенсировано. Если такое тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, то система отсчёта инерциальная.