Номер 9.27, страница 31 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 9. Инертность тел. Первый закон Ньютона. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 9.27, страница 31.

9.27 [н] Лежащий на земле камень находится в состоянии покоя относительно Земли, но движется относительно Солнца с практически постоянной по модулю скоростью. С каким из небесных тел мы связываем в этом случае инерциальную систему отсчёта?

Решение

Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это система отсчёта, в которой выполняется первый закон Ньютона (закон инерции). Согласно этому закону, если равнодействующая всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю ($ \vec{F}_{рез} = 0 $), то тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения. Любая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Система отсчёта, движущаяся с ускорением, является неинерциальной.

Рассмотрим две системы отсчёта, которые можно связать с небесными телами из условия задачи:

1. Система отсчёта, связанная с Землёй. Камень на поверхности Земли покоится относительно неё. Однако сама Земля не является телом, движущимся равномерно и прямолинейно. Она участвует как минимум в двух вращательных движениях: суточном вращении вокруг своей оси и годовом вращении вокруг Солнца. Оба этих движения являются движениями с центростремительным ускорением. Например, при движении по орбите вокруг Солнца Земля имеет центростремительное ускорение $a_ц$, направленное к Солнцу. Следовательно, система отсчёта, жёстко связанная с Землёй, является неинерциальной.

2. Система отсчёта, связанная с Солнцем (гелиоцентрическая). В этой системе отсчёта камень вместе с Землёй движется по почти круговой орбите. Это движение происходит с ускорением под действием силы гравитационного притяжения со стороны Солнца. Само Солнце, в свою очередь, также не является абсолютно неподвижным — оно движется с ускорением вокруг центра нашей Галактики. Однако ускорение Солнца пренебрежимо мало по сравнению с ускорением Земли при её движении вокруг Солнца. Поэтому для описания движения планет и других тел в пределах Солнечной системы гелиоцентрическую систему отсчёта можно считать инерциальной с очень высокой степенью точности.

Сравнивая две системы, можно заключить, что гелиоцентрическая система отсчёта является гораздо лучшим приближением к инерциальной системе, чем система отсчёта, связанная с Землёй. Именно в ней законы небесной механики принимают наиболее простой вид.

Ответ: В данном случае инерциальную систему отсчёта мы связываем с Солнцем.