Номер 4, страница 62, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 6. Первый закон Ньютона — закон инерции - номер 4, страница 62.

Условие.

4. Какие системы отсчёта называют инерциальными? Приведите примеры инерциальных систем отсчёта.

Решение.

Инерциальной системой отсчёта (ИСО) называют такую систему отсчёта, в которой справедлив первый закон Ньютона, также известный как закон инерции. Этот закон гласит, что любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешние воздействия не изменят это состояние.

Другими словами, в инерциальной системе отсчёта тело, на которое не действуют никакие силы или действие всех приложенных к нему сил скомпенсировано (то есть их векторная сумма равна нулю), движется без ускорения. Математически это можно выразить так: если равнодействующая всех сил $ \sum \vec{F} = 0 $, то ускорение тела $ \vec{a} = 0 $, а его скорость $ \vec{v} = \text{const} $.

Важно отметить, что если найдена одна инерциальная система отсчёта, то любая другая система отсчёта, движущаяся относительно первой поступательно, равномерно и прямолинейно, также будет инерциальной.

В реальном мире абсолютно инерциальных систем отсчёта не существует, так как все объекты во Вселенной находятся в постоянном движении и взаимодействии. Однако для решения практических задач с достаточной степенью точности можно использовать следующие приближения:

• Гелиоцентрическая (звёздная) система отсчёта. Её начало находится в центре Солнца, а оси направлены на далёкие звёзды, которые условно считаются неподвижными. Эта система отсчёта является инерциальной с очень высокой точностью и используется в астрономии и небесной механике.
• Геоцентрическая система отсчёта. Её начало отсчёта находится в центре Земли, а оси также направлены на далёкие звёзды. Эта система менее точна, поскольку Земля движется с центростремительным ускорением вокруг Солнца. Тем не менее, для описания движения искусственных спутников Земли или межконтинентальных ракет её можно считать инерциальной.
• Система отсчёта, связанная с поверхностью Земли. Например, здание, лаборатория или железнодорожная станция. Для большинства повседневных задач и непродолжительных по времени экспериментов такую систему можно считать инерциальной, пренебрегая эффектами, вызванными вращением Земли вокруг своей оси и её движением по орбите.
• Любая система отсчёта, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно Земли. Например, поезд, идущий с постоянной скоростью по прямому участку пути, или самолёт, летящий с постоянной скоростью на постоянной высоте.

Ответ: Инерциальные системы отсчёта – это системы, в которых выполняется закон инерции (первый закон Ньютона), то есть тела, свободные от внешних сил, движутся равномерно и прямолинейно или покоятся. Примерами могут служить (с разной степенью точности): гелиоцентрическая система отсчёта, система отсчёта, связанная с поверхностью Земли (для большинства практических задач), а также любая система, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно них.