Les philosophes antiques ont essayé de comprendre l'essence du mouvement,pour révéler l'effet des étoiles et du Soleil sur une personne. De plus, les gens ont toujours essayé d'identifier les forces qui agissent sur un point matériel au cours de son mouvement, ainsi qu'au moment du repos.
Aristote croyait qu'en l'absence de mouvement, le corps n'est affecté par aucune force. Essayons de savoir quels référentiels sont appelés inertiels, nous en donnerons des exemples.
État de repos
Dans la vie de tous les jours, il est difficile d'identifier de tellesEtat. Dans presque tous les types de mouvement mécanique, la présence de forces étrangères est supposée. La raison en est la force de friction, qui empêche de nombreux objets de quitter leur position d'origine, de sortir d'un état de repos.
Considérant des exemples d'un système inertielen comptant, on constate qu'ils correspondent tous à 1 loi de Newton. Ce n'est qu'après sa découverte qu'il a été possible d'expliquer l'état de repos, d'indiquer les forces agissant dans cet état sur le corps.
Formulation 1 de la loi de Newton
Dans l'interprétation moderne, il expliquel'existence de repères par rapport auxquels on peut considérer l'absence de forces extérieures affectant le point matériel. Du point de vue de Newton, les référentiels inertiels sont ceux qui permettent d'envisager la conservation de la vitesse d'un corps pendant longtemps.
Définitions
Quels référentiels sont inertiels ?Des exemples en sont étudiés dans le cours de physique scolaire. De tels référentiels sont considérés comme inertiels, par rapport auxquels un point matériel se déplace à une vitesse constante. Newton a précisé que n'importe quel corps peut être dans un état similaire tant qu'il n'est pas nécessaire de lui appliquer des forces qui peuvent changer un tel état.
En réalité, la loi d'inertie n'est pas remplie dans tous lescas. En analysant des exemples de systèmes de référence inertiels et non inertiels, considérons une personne se tenant aux mains courantes d'un véhicule en mouvement. Avec un freinage brusque de la voiture, une personne se déplace automatiquement par rapport au véhicule, malgré l'absence de force extérieure.
Il s'avère que tous les exemples deles référentiels correspondent à la formulation 1 de la loi de Newton. Pour clarifier la loi d'inertie, une définition affinée des référentiels a été introduite, dans laquelle elle s'exécute parfaitement.
Types de référentiels
Quels référentiels sont appelés inertiels ?Ce sera bientôt clair. "Donnez des exemples de systèmes de référence inertiels dans lesquels la loi de 1 Newton est remplie" - une tâche similaire est proposée aux écoliers qui ont choisi la physique comme examen en neuvième année. Afin de faire face à la tâche à accomplir, il est nécessaire d'avoir une idée des référentiels inertiels et non inertiels.
L'inertie consiste à garder son calme oumouvement rectiligne uniforme du corps tant que le corps est isolé. Les corps qui ne sont pas connectés, n'interagissent pas et sont éloignés les uns des autres sont considérés comme « isolés ».
Considérez quelques exemples du système inertielcompte à rebours. Si l'on considère une étoile de la galaxie comme système de référence, et non un bus en mouvement, l'accomplissement de la loi d'inertie pour les passagers se tenant aux mains courantes sera sans faille.
Lors du freinage, ce véhicule continuera à se déplacer en ligne droite jusqu'à ce qu'il soit sollicité par d'autres organes.
Quels exemples de système de référence inertiel peut-on donner ? Ils ne doivent avoir aucun lien avec le corps analysé, affecter son inertie.
C'est pour de tels systèmes que 1 loi est remplieNewton. Dans la vraie vie, il est difficile de considérer le mouvement d'un corps par rapport à des référentiels inertiels. Il est impossible d'atteindre une étoile lointaine pour y mener des expériences terrestres.
La Terre est considérée comme un système de référence conditionnel, malgré le fait qu'elle soit associée à des objets placés dessus.
Calculer l'accélération inertielleréférence est possible si l'on considère la surface de la Terre comme cadre de référence. En physique, il n'y a pas d'enregistrement mathématique 1 de la loi de Newton, mais c'est lui qui est à la base de nombreuses définitions et termes physiques.
Exemples de référentiels inertiels
Il est parfois difficile pour les écoliers de comprendrephénomènes. Les élèves de 9e se voient proposer un devoir dont le contenu est le suivant : « Quels cadres de référence sont appelés inertiels ? Donnez des exemples de tels systèmes." Supposons que le chariot avec la balle se déplace initialement sur une surface plane avec une vitesse constante. De plus, il se déplace le long du sable, en conséquence, la balle est mise en mouvement accéléré, malgré le fait que d'autres forces n'agissent pas sur elle (leur effet total est nul).
L'essence de ce qui se passe peut s'expliquer par le fait que pendanten se déplaçant le long d'une surface sablonneuse, le système cesse d'être inertiel, il a une vitesse constante. Des exemples de référentiels inertiels et non inertiels indiquent que dans une certaine période de temps leur transition se produit.
Lorsque le corps accélère, son accélération a une valeur positive et lors du freinage, cet indicateur devient négatif.
Mouvement curviligne
Le mouvement de la Terre par rapport aux étoiles et au Soleils'effectue le long d'une trajectoire curviligne qui a la forme d'une ellipse. Le référentiel dans lequel le centre est aligné avec le Soleil et les axes dirigés vers certaines étoiles sera considéré comme inertiel.
Notez que tout cadre de référence quise déplacera de manière rectiligne et uniforme par rapport au système héliocentrique, est inertiel. Le mouvement curviligne s'effectue avec une certaine accélération.
Étant donné que la Terre est en mouvementautour de son axe, le référentiel, qui est associé à sa surface, par rapport à l'héliocentrique se déplace avec une certaine accélération. Dans une telle situation, nous pouvons conclure que le référentiel, qui est associé à la surface de la Terre, se déplace avec une accélération par rapport à l'héliocentrique, il ne peut donc pas être considéré comme inertiel. Mais la valeur de l'accélération d'un tel système est si faible que, dans de nombreux cas, elle affecte de manière significative les spécificités des phénomènes mécaniques considérés en relation avec celui-ci.
Pour résoudre des problèmes pratiques d'ordre technique, il est d'usage de considérer le référentiel rigidement lié à la surface de la Terre comme inertiel.
La relativité de Galilée
Tous les systèmes de référence inertiels ont unpropriété décrite par le principe de relativité. Son essence réside dans le fait que tout phénomène mécanique dans les mêmes conditions initiales s'effectue de la même manière, quel que soit le référentiel choisi.
L'égalité de l'ISO sur le principe de relativité s'exprime dans les dispositions suivantes :
- Dans de tels systèmes, les lois de la mécanique sont les mêmes, de sorte que toute équation qu'ils décrivent est exprimée en termes de coordonnées et de temps, reste inchangée.
- Résultats des expériences mécaniques en courspermettent d'établir si le référentiel sera au repos, ou s'il effectue un mouvement rectiligne uniforme. Tout système peut être conditionnellement reconnu comme immobile si l'autre se déplace par rapport à lui à une certaine vitesse.
- Les équations de la mécanique restent inchangées parpar rapport aux transformations de coordonnées en cas de passage d'un système au second. Il est possible de décrire le même phénomène dans différents systèmes, mais leur nature physique ne changera pas dans ce cas.
Résolution de problèmes
Premier exemple.
Déterminer si le système de référence inertiel est : a) un satellite artificiel de la Terre ; b) attraction pour les enfants.
Répondre. Dans le premier cas, il n'est pas question d'inertiecadre de référence, puisque le satellite se déplace en orbite sous l'influence de la force de gravité, le mouvement se produit donc avec une certaine accélération.
L'attraction ne peut pas non plus être considérée comme un système inertiel, car son mouvement de rotation se produit avec une certaine accélération.
Deuxième exemple.
Le système de rapport est fermement lié à l'ascenseur.Dans quelles situations peut-il être qualifié d'inertiel ? Si l'ascenseur : a) tombe ; b) monte régulièrement ; c) monte rapidement ; d) descend uniformément.
Répondre. a) Pendant la chute libre, une accélération apparaît, donc le référentiel associé à la gouverne de profondeur ne sera pas inertiel.
b) Avec un mouvement uniforme de l'ascenseur, le système est inertiel.
c) Lors d'un déplacement avec une certaine accélération, le référentiel est considéré comme inertiel.
d) L'ascenseur se déplace lentement, a une accélération négative, donc le référentiel ne peut pas être appelé inertiel.
Conclusion
Tout au long de son existencel'humanité essaie de comprendre les phénomènes qui se produisent dans la nature. Des tentatives pour expliquer la relativité du mouvement ont été entreprises par Galileo Galilei. Isaac Newton a réussi à dériver la loi d'inertie, qui a commencé à être utilisée comme postulat principal lors de la réalisation de calculs en mécanique.
Actuellement, le système de positionnementles corps comprennent un corps, un dispositif de chronométrage et un système de coordonnées. Selon que le corps est mobile ou immeuble, il est possible de caractériser la position d'un certain objet dans la période de temps requise.
