32746

Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Принцип эквивалентности. Уравнение движения в неинерциальных системах отсчёта

Доклад

Физика

Силы инерции. При рассмотрении уравнений движения тела в неинерциальной системе отсчета необходимо учитывать дополнительные силы инерции. Это уравнение может быть записано в привычной форме Второго закона Ньютона если ввести фиктивные силы инерции: переносная сила инерции сила Кориолиса Сила инерции фиктивная сила которую можно ввести в неинерциальной системе отсчёта так чтобы законы механики в ней совпадали с законами инерциальных систем. В математических вычислениях введения этой силы происходит путём преобразования уравнения...

Русский

2013-09-05

36 KB

108 чел.

21.Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Принцип эквивалентности. Уравнение движения в неинерциальных системах отсчёта.

Неинерциальная система отсчёта — произвольная система отсчёта, не являющаяся инерциальной. Примеры неинерциальных систем отсчета: система, движущаяся прямолинейно с постоянным ускорением, а также вращающаяся система.

При рассмотрении уравнений движения тела в неинерциальной системе отсчета необходимо учитывать дополнительные силы инерции. Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчёта. Для того чтобы найти уравнение движения в неинерциальной системе отсчёта, нужно знать законы преобразования сил и ускорений при переходе от инерциальной системы к любой неинерциальной.

Классическая механика постулирует следующие два принципа:

время абсолютно, то есть промежутки времени между любыми двумя событиями одинаковы во всех произвольно движущихся системах отсчёта; 

пространство абсолютно, то есть расстояние между двумя любыми материальными точками одинаково во всех произвольно движущихся системах отсчёта. 

Эти два принципа позволяют записывать уравнение движения материальной точки относительно любой неинерциальной системы отсчёта, в которой не выполняется Первый закон Ньютона.

Основное уравнение динамики относительного движения материальной точки имеет вид:

,

где — масса тела, — ускорение тела относительно неинерциальной системы отсчёта, — сумма всех внешних сил, действующих на тело, — переносное ускорение тела, — Кориолисово ускорение тела.

Это уравнение может быть записано в привычной форме Второго закона Ньютона, если ввести фиктивные силы инерции:

— переносная сила инерции

— сила Кориолиса

Сила инерции — фиктивная сила, которую можно ввести в неинерциальной системе отсчёта так, чтобы законы механики в ней совпадали с законами инерциальных систем.

В математических вычислениях введения этой силы происходит путём преобразования уравнения

F1+F2+…Fn = ma к виду

F1+F2+…Fn–ma = 0 Где Fi — реально действующая сила, а –ma — «сила инерции».

Среди сил инерции выделяют следующие:

простую силу инерции;

центробежную силу, объясняющую стремление тел улететь от центра во вращающихся системах отсчёта;

силу Кориолиса, объясняющую стремление тел сойти с радиуса при радиальном движении во вращающихся системах отсчёта;

С точки зрения общей теории относительности, гравитационные силы в любой точке — это силы инерции в данной точке искривлённого пространства Эйнштейна

Центробежная сила — сила инерции, которую вводят во вращающейся (неинерциальной) системе отсчёта (чтобы применять законы Ньютона, рассчитанные только на инерциальные СО) и которая направлена от оси вращения (отсюда и название).

Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции — эвристический принцип, использованный Альбертом Эйнштейном при выводе общей теории относительности. Один из вариантов его изложения: «Силы гравитационного взаимодействия пропорциональны гравитационной массе тела, силы инерции же пропорциональны инертной массе тела. Если инертная и гравитационная массы равны, то невозможно отличить, какая сила действует на данное тело — гравитационная или сила инерции.»

Формулировка Эйнштейна

Исторически, принцип относительности был сформулирован Эйнштейном так:

Все явления в гравитационном поле происходят точно так же как в соответствующем поле сил инерции, если совпадают напряжённости этих полей и одинаковы начальные условия для тел системы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81913. Этапы контроля в менеджменте 39.29 KB
  Независимо от типов и количества контрольных систем необходимых организации существует четыре основных этапа любого процесса контроля. Первый этап в контрольном процессе установление стандартов. Второй этап в процессе контроля измерение фактических результатов деятельности контролируемого объекта. На этом этапе необходимо определить качественные и количественные методы измерения.
81914. Новейшие тенденции в менеджменте в области контроля 37.86 KB
  Современные тенденции развития контроля. Контрольные функции традиционно осуществляемые централизованно в коммерческой фирме ее руководством а в государстве центральными органами постепенно перераспределяются между: верхними звеньями управления; сторонними организациями специализирующимися на функциях контроля; потребителями продукции; низовыми звеньями управления Часть контрольных функций передается внешним организациям. Изменение содержания контроля и новые методы его осуществления.
81915. Информация как основа коммуникаций и ее значение в менеджменте 38.97 KB
  Процесс управления рассматривается как процесс восприятия преобразования и передачи информации. Основой управления является принятие решений которые основаны на использовании информации. Степень обоснованности решений зависит от полноты достоверности и своевременности информации. происходит передача информации для принятия и реализации решения.
81916. Сущность и виды коммуникаций 40.32 KB
  Установить взаимосвязь между людьми в организации. Сформулировать общие взгляды на внутреннюю среду организации. Организовать совместную работу коллективов с целью выполнения задач организации. Виды коммуникаций: Вертикальная ϶ᴛᴏ обмен информацией между руководителем и подчиненными; Горизонтальная представляет собой процесс передачи информации между сотрудниками одного уровня; Вербальная процесс общения с целью передачи информации при помощи слов; Невербальная общение с помощью мимики жестов взглядов; Формальная Неформальная...
81917. Коммуникативный процесс в менеджменте 55.81 KB
  Декодирование это перевод символов отправителя в уме получателя. Если символы избранные отправителем имеют точно такое же значение для получателя последний будет знать что именно имел в виду отправитель когда формулировалась его идея. Получатель становится отправителем и проходит через все этапы процесса обмена информацией для передачи своего отзыва начальному отправителю который теперь играет роль получателя. Эффект коммуникационного процесса ϶ᴛᴏ изменение в поведении получателя кᴏᴛᴏᴩые происходят в результате принятия сообщения.
81918. Коммуникативные барьеры и способы их преодоления в менеджменте 41.28 KB
  Содержательные барьеры проблемы в понимании смысла и значения отправленного или полученного сообщения Они делятся в свою очередь на: фонетические использование элементов из других языков и диалектов дефекты речи и дикции невнятность речи нарушения темпа речи наличие значительного количества звуков и словпаразитов; семантические вложение различного содержания использования жаргонов и слешей; стилистические несовпадение стиля речи коммуникатора отправителя с содержанием сообщения; логические различные логические системы...
81919. Стили управления в организации 38.89 KB
  Авторитарный стиль сосредоточение на работе и полное пренебрежение людьми. Авторитарный жесткий стиль может быть оправдан в группе с неразвитыми материальными и высшими потребностями а также в экстремальных ситуациях. Либеральный стиль сосредоточение на человеке стиль невмешательства в дела подчиненных безынициативность ожидание указаний сверху руководитель непоследователен в своих действиях легко поддается мнению других влиянию некомпетентен в решении вопросов его характеризует боязнь принятия решений перекладывание дел...
81920. Сущность, назначение и виды менеджмента 38.81 KB
  Функциональный специальный менеджмент заключается в управлении определенными сферами деятельности организации или ее звеньев управление маркетингом инновациями персоналом. Управление производством управление процессом переработки сырья материалов и полуфабрикатов поступающих на входе в организацию в продукт который организация предлагает внешней среде. Управление маркетингом призвано посредством маркетинговой деятельности по реализации созданного организацией продукта увязать в единый непротиворечивый процесс удовлетворение...
81921. Понятие и необходимость менеджмента 34.13 KB
  Необходимость менеджмента заключается в необходимости постановки организационных целей и определении путей их выполнения координации всех ресурсов необходимых для выпуска продукции организации дела позволяющей наилучшим образом раскрыться возможностям людей корректировки действий там где в этом существует необходимость.