Sistem de referință non-inerțial

Un lift în mișcare este un cadru de referință non-inerțial

Un sistem de referință non-inerțial este un sistem de referință în care descrierea dinamicii corpurilor nu vede verificat principiul inerției . Toate și numai sistemele de referință care se mișcă cu mișcare accelerată în raport cu orice sistem de referință inerțial au această particularitate și, prin urmare, pot fi definite ca neinerțiale.

Definiție formală

Un cadru de referință non-inerțial este un cadru de referință în care un corp supus unui rezultat al forțelor externe care este zero în orice caz se mișcă cu o mișcare neuniformă sau accelerată.

Diferența față de sistemele inerțiale

Același subiect în detaliu: Sistem de referință inerțial .

Exemplu

Conducătorul mașinii este staționar față de acesta din urmă și, prin urmare, face parte integrantă din sistemul de referință non-inerțial pe care îl reprezintă. Dacă șoferul se uită pe fereastră, el va vedea pietonul și ciclistul deplasându-se la viteză maximă, în direcția de la parbriz până la partea din spate a mașinii. În timp ce pietonul și ciclistul sunt de acord în identificarea agentului care provoacă accelerarea mașinii (forța de frecare a asfaltului generată de rotația anvelopelor), șoferul le vede accelerând „spontan”, adică fără a putea identificați o forță care este cauza mișcării lor observabile. Șoferul însuși simte o accelerație pe corp: dacă pe bordul mașinii ar exista mingi libere să se miște, șoferul le-ar vedea accelerând spre partea din spate a vehiculului.

Descrierea unui eveniment al unui sistem fizic poate fi diferită, dacă este operată de sisteme de referință diferite.

Transformările lui Galileo stabilesc ecuațiile care ne permit să trecem de la descrierea unui eveniment $ȘI$ ${\ displaystyle E}$ $ȘI$ dintr-un sistem de referință inerțial $S_{1}$ ${\ displaystyle S_ {1}}$ $S_1$ la un alt inerțial $S_{2}$ ${\ displaystyle S_ {2}}$ $S_2$ : cantitățile care se schimbă, de la un sistem la altul, sunt poziția și viteza corpurilor individuale, dar eventuala accelerare a unui corp este invariantă pentru toate sistemele de referință inerțiale.

Sisteme non-inerțiale

Dacă considerați punctul de vedere al unui observator care simpatizează $S_{3}$ ${\ displaystyle S_ {3}}$ $S_ {3}$ , fiecare corp integrat cu un sistem de referință inerțial pare să aibă o accelerație egală cu $-\mathbf {a} _{3}$ ${\ displaystyle - \ mathbf {a} _ {3}}$ ${\ displaystyle - \ mathbf {a} _ {3}}$ . Această descriere simpatică pentru $S_{3}$ ${\ displaystyle S_ {3}}$ $S_ {3}$ nu este simetric cu cei solidari cu $S_{0}$ ${\ displaystyle S_ {0}}$ $S_0$ Și $S_{1}$ ${\ displaystyle S_ {1}}$ $S_1$ , deoarece observatorul s-a „agățat” de $S_{3}$ ${\ displaystyle S_ {3}}$ $S_ {3}$ este incapabil să identifice vreo forță care este responsabilă pentru accelerarea corpurilor menționate mai sus: acest observator este, prin urmare, obligat să „renunțe” la principiul inerției și să observe că obiectele și oamenii, dacă sunt descriși de propriul lor sistem de referință, pot suferi variații vitezei tale fără să existe o acțiune externă care să o provoace.

Interacțiunile aparente

Pentru a „reintegra” principiile dinamicii, observatorul în cadrul de referință non-inerțial poate apela la așa-numitele interacțiuni aparente , adică postulează ad hoc existența forțelor și momentelor legate de corpurile accelerate de cadrul referință în sine.

Un exemplu de forță aparentă este forța centrifugă , percepută de un observator situat pe un sistem de referință în mișcare non-rectilinie, care observă un corp integral cu acesta.

În cele din urmă, trebuie remarcat faptul că nu are sens să afirmăm că descrierea dinamicii corpurilor într-un sistem inerțial este „mai corectă” decât cea efectuată într-un sistem non-inerțial: pur și simplu, asumarea perspectivei primului sistem este mai funcțional în scopul unei descrieri matematice riguroase a evenimentului, deoarece permite legarea cauzală a forțelor cu interacțiunea cu alte corpuri, în ceea ce privește schimburile de energie sau impuls, dar acest lucru nu înseamnă că, în unele cazuri, este mai practic să se ia în considerare perspectiva non-inerțială.

Elemente conexe

Sistem de referință rotativ

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe un cadru de referință non-inerțial