ТОП 10:

Движение тел в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции



 

При движении тела с ускорением возникают силы инерции относительно системы координат, размещенной на движущемся теле. Для вычисления сил инерции рассчитаем по формуле (2) ускорение, при условии, что система координат может двигаться произвольным образом. Радиус-вектор запишем через орты декартовой системы координат: , тогда скорость по (1) равна:

. (37)

Производные ортов системы координат будут отличны от нуля тогда и только тогда, когда орт системы координат вращается с угловой скоростью Ω, и скорости изменения ортов согласно (6) будут равны:

(38)

Подставляя (38) в (37) и учитывая, что скорость нарастания координаты по времени – проекция поступательной скорости на координатные оси, имеем:

.  

Далее вычисляем ускорение согласно (2):

.  

Учитывая, что производная от проекции переносной скорости на координатную ось – проекция поступательного ускорения на эту ось и

,  

получаем

.   (39)

Силы инерции направлены против направления движения тела, поэтому после подстановки в второй закон Ньютона члены уравнения (39) помноженные на массу тела называют:

1. – поступательной силой инерции;

2. – кориолисовой силой инерции;

3. – вращательной силой инерции;

4. – осестремительной или центробежной силой инерции.

Землю можно только условно считать инерциальной системой отсчета. При движении тел у поверхности Земли наблюдаются явления:

1. Перегрузки, недогрузки и невесомость, связанные с действием поступательной силы инерции, если тело движется вертикально вверх или вниз. Перегрузками называют увеличение веса тела (силы, с которой тело давит на опору или подвес) при положительной вертикальной составляющей ускорения тел. Недогрузки (уменьшение веса тела или давление тела против силы тяжести) возникают при наличии вертикальной составляющей ускорения тела, направленной вниз. Невесомость (отсутствие силы давления тела на опору или подвес) возникает при свободном падении тела на Землю.

2. Кориолисова сила инерции наблюдается в виде явлений: отклонение летящего снаряда на восток; поворот плоскости качения маятника; подмывание русла рек, текущих в меридиональном направлении, на Восток и т.д.

3. Вращательные силы инерции, в виду малой флуктуации значения скорости вращения Земли, наблюдать на Земле практически невозможно.

4. Центростремительные силы инерции на Земле наблюдаются: отличие от шарообразной формы (экваториальный диаметр Земли больше полюсного), изменение ускорения свободного падения с широтой и т.д.

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.85.214.125 (0.006 с.)