Номер 2, страница 14 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-11. Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона. Вариант 2 - номер 2, страница 14.

Условие.

2. В каких системах отсчёта не выполняется первый закон Ньютона? Приведите примеры таких систем отсчёта.

Решение.

Решение

Первый закон Ньютона, также известный как закон инерции, формулируется для инерциальных систем отсчёта (ИСО). Инерциальными называют системы отсчёта, в которых тело, при отсутствии внешних воздействий (или при их компенсации), сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Следовательно, первый закон Ньютона не выполняется в неинерциальных системах отсчёта. Это системы отсчёта, которые движутся с ускорением относительно инерциальных систем. В таких системах тело, на которое не действуют реальные силы, может изменять свою скорость, то есть двигаться с ускорением. Это явление объясняется введением фиктивных сил, или сил инерции (например, центробежная сила, сила Кориолиса), которые не являются результатом взаимодействия тел, а обусловлены исключительно ускоренным движением самой системы отсчёта.

Примеры неинерциальных систем отсчёта:
1. Автомобиль, движущийся с ускорением. Когда автомобиль разгоняется, тормозит или совершает поворот, он является неинерциальной системой отсчёта. Пассажир чувствует, как его «вдавливает» в спинку кресла при разгоне или «бросает» вперёд при торможении. С точки зрения наблюдателя, связанного с автомобилем, на пассажира действуют силы инерции, и первый закон Ньютона не выполняется, так как тело меняет свою скорость без видимого действия на него другого тела в горизонтальном направлении.
2. Вращающаяся карусель. Система отсчёта, связанная с вращающейся каруселью, является неинерциальной, так как все её точки движутся с центростремительным ускорением. Человек на карусели будет чувствовать действие центробежной силы, которая стремится отбросить его от центра вращения. Для удержания на месте ему нужно приложить усилие.
3. Лифт, движущийся ускоренно. Когда лифт начинает движение вверх (ускоряется) или тормозит при движении вниз, он является неинерциальной системой отсчёта. Вес тел в лифте изменяется: увеличивается при ускорении вверх и уменьшается при ускорении вниз.
4. Планета Земля. В строгом рассмотрении система отсчёта, связанная с Землёй, неинерциальна, поскольку Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца. Это вращение приводит к появлению силы Кориолиса, которая влияет на движение воздушных масс (циклоны), течения в океане и даже вызывает подмыв одного из берегов рек. Однако для большинства практических задач на поверхности Земли её неинерциальностью можно пренебречь.

Ответ: Первый закон Ньютона не выполняется в неинерциальных системах отсчёта, то есть в системах, которые движутся с ускорением относительно инерциальных систем. Примеры: разгоняющийся, тормозящий или поворачивающий автомобиль; вращающаяся карусель; ускоренно движущийся лифт; система отсчёта, связанная с вращающейся Землёй.