Ruch i siły · Siły bezwładności
Siły bezwładności — Kompletnie opracowanie teoretyczne
Układ nieinercjalny
Układ inercjalny nie przyspiesza. Jeśli obserwujesz ruch z układu, który przyspiesza z wektorem , możesz stosować zasady Newtona, dodając siłę bezwładności:
oznacza masę ciała. Siła ta jest skierowana przeciwnie do przyspieszenia układu i pojawia się tylko w opisie z tego układu. Nie wynika z oddziaływania z innym ciałem, więc nie ma pary reakcji w III zasadzie Newtona.
Układ obracający się
W układzie obracającym się z częstością kątową obserwator wprowadza siłę odśrodkową skierowaną od osi obrotu:
gdzie jest masą ciała, a — jego odległością od osi.
Jeśli ciało porusza się względem obracającego się układu z prędkością , działa też siła Coriolisa: . Na Ziemi powoduje ona odchylenie ruchu w prawo na półkuli północnej i w lewo na południowej.
Zastosowania
Najpierw wybierz układ odniesienia. W układzie nieinercjalnym narysuj siły rzeczywiste oraz siłę bezwładności , a potem zastosuj zasady dynamiki.
W windzie przyspieszającej w górę nacisk na wagę wynosi ; przy przyspieszeniu w dół . Podczas hamowania pojazdu siła bezwładności jest skierowana przeciwnie do przyspieszenia pojazdu. Dla zakrętu bez tarcia o promieniu kąt pochylenia spełnia .
Co warto zapamiętać?
Siłę bezwładności dodawaj tylko wtedy, gdy opisujesz ruch z przyspieszającego układu odniesienia. Zawsze kieruj ją przeciwnie do przyspieszenia tego układu. W układzie obracającym się siła Coriolisa działa tylko na ciało poruszające się względem tego układu.