Mit den Anfangsdaten für jedenEin sich bewegender Körper kann den Wert seiner Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position (Koordinaten) usw. berechnen. Alle diese Berechnungen werden im Rahmen der Kinematik durchgeführt. Dieser Wissenschaftszweig untersucht jedoch nicht die Prozesse selbst, die während der mechanischen Bewegung auftreten. Die Dynamik kann Fragen zu den Eigenschaften der Bewegung, der Ursache des Beschleunigungsimpulses, beantworten.
Nehmen wir eine Schachtel mit einem Streichholz und beginnenBewegen Sie es mit der gleichen Geschwindigkeit in eine Richtung über den Tisch. Was passiert mit dem Match? Ruht sie sich aus oder bewegt sie sich? Es hängt alles davon ab, welchen Bezugsrahmen wir wählen. In Bezug auf die Box ruht das Match, aber wenn Sie sich ansehen, was von der Seite passiert (zum Beispiel dieselbe Tabelle), bewegt es sich. In beiden Fällen ist es üblich, dass die Geschwindigkeit des Spiels konstant ist. Um es zu ändern, ist es notwendig, einen externen Einfluss auf die Boxen auszuüben und das Match zum Beispiel vom Tisch zu schieben. Dies zeichnet Trägheitsreferenzsysteme aus. Nehmen wir an, wir befinden uns in einer Box neben einem Match. Da der äußere Einfluss nicht offensichtlich ist, könnte man im Moment des Sturzes denken, dass sich das Match selbst zu bewegen begann und einen Beschleunigungsimpuls erhielt. Wenn Sie sich jedoch ansehen, was auf dem Tisch passiert, lässt sich das Verhalten des Spiels leicht durch die Änderung der Geschwindigkeit der Box erklären. Tatsächlich haben wir träge und nicht träge Referenzrahmen beschrieben. Für erstere ist die Wirkung äußerer Kräfte charakteristisch, und für letztere kann die resultierende Beschleunigung durch äußere Kräfte nicht erklärt werden. In diesem Beispiel werden Trägheitsreferenzrahmen mit der Tischoberfläche und jedem anderen Objekt außerhalb der Box verknüpft, da der externe Einfluss auf das untersuchte Objekt offensichtlich ist. Prominente Wissenschaftler der Antike wie Galileo und Aristoteles interessierten sich für das Problem der Bezugssysteme. Erst im 17. Jahrhundert formulierte I. Newton auf der Grundlage ihrer Werke seine erste Trägheitsregel, besser bekannt als Newtons erstes Gesetz.
Es heißt, dass die Existenz solcherBezugsrahmen, in denen der Körper keinem äußeren Einfluss anderer Körper ausgesetzt ist und sich die Bewegungsgeschwindigkeit weder im Wert noch in der Richtung ändert. Wenn es mehrere Einflüsse gibt, diese aber ausgeglichen sind, gilt dieselbe Regel, die Trägheitsreferenzsysteme (IFR) verwendet. Wenn wir einen Bezugsrahmen relativ zu einem anderen mit konstantem Modul und konstanter Geschwindigkeit betrachten, kann argumentiert werden, dass es in der Natur eine große Menge an IFR gibt. Folglich umgeben uns überall träge Bezugssysteme.
Es ist viel einfacher, Newtons erstes Gesetz zu verstehen, wenn man sich die Schlussfolgerungen seiner Vorgänger Aristoteles und Galileo ansieht.
Aristoteles argumentierte, wenn der Körper nicht iststellt sich heraus, dass es sich um einen Einfluss von außen handelt, dann ist sein natürlicher Zustand Frieden. Bei einem Körper, der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, muss eine äußere Kraft vorhanden sein.
Galileo fügte diese Ergebnisse hinzu: Das Fehlen äußerer Einflüsse bedeutet keineswegs, dass sich der Körper nicht gleichmäßig und ohne Richtungsänderung bewegen kann. Die gleiche Kraft, die einen Effekt ausübt, wird beim Ausgleich von Anziehung, Reibung usw. verschwendet.
Das Trägheitssystem basiert vollständig auf dem Erstendas Gesetz, nach dem sich ein Körper in Ruhe befindet oder gleichmäßig bewegt, bis eine äußere Kraft ihren Zustand ändert. Ein wichtiges Merkmal: Dieses Gesetz kann nicht in allen möglichen Bezugsrahmen erfüllt werden.
Das Trägheitssystem ist hervorragend bestätigt undwird aktiv in der Himmelsmechanik und Astronautik (heliozentrisches System) eingesetzt. In diesem Fall sollte beachtet werden, dass es keinen solchen Bezugsrahmen gibt, der für alle möglichen Prozesse des betrachteten Systems träge wäre.
