Физика. Лекция 296.Явления в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. Центробежные механизмы.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлых лекциях мы с вами познакомились с тремя силами, которые рассматриваются в механике: силой тяжести, силой упругости и силой трения и с законами Ньютона (1 закон Ньютона, 2 закон Ньютона и 3 закон Ньютона). А раздел, который мы с вами изучаем называется динамика и мы научившись вычислять силы можем определить ускорение тела, а затем, зная ускорение тела и пользуясь математическим аппаратом кинематики решить основную задачу механики, т.е указать положение тела, даже более того предсказать положение тела в любой момент времени, если известно в каких условиях это тело находится и при этом мы опираемся на законы Ньютона. А законы Ньютона мы используем в каких системах отсчета? Законы Ньютона мы используем в инерциальных системах отсчета. Давайте вспомним определение инерциальных систем отсчета.

Инерциальная система отсчета - это такая система отсчета в которой тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Инерциальные системы отсчета очень удобны, потому что если мы пользуемся инерциальной системой отсчета, то сразу понятно, раз скорость тела меняется, значит, обязательно есть тело одно или несколько с которым данное тело взаимодействует. Или, если это формализовать, т.е записать на языке физических величин, то можно сказать, что на тело обязательно действует сила со стороны какого-нибудь другого тела.

Сила - это мера взаимодействия тел. Т.е, если на тело действует сила, значит есть какое-то тело с которым данное тело взаимодействует. Давайте запомним это, потому что сейчас мы "уходим в другой мир"...

Мы сейчас с вами попробуем проанализировать движение в неинерциальной системе отсчета. Сколько существует инерциальных систем отсчета? Бесконечное множество, они все относительно друг друга движутся равномерно и прямолинейно. А сейчас мы посмотрим, если мы взяли какую-то другую систему отсчета, которая движется с ускорением, относительно инерциальных систем.

И так мы с вами выяснили, что второй закон Ньютона в неинерциальных системах отсчета не работает и поэтому мы с вами решая задачи используем инерциальные системы отсчета. А эта лекция на протяжении всего этого нашего курса, будет единственной, когда мы будем рассуждать о движении из не инерциальной системы отсчета. Но жизнь так устроена, что в некоторых случаях приходится в неинерциальную систему отсчета, потому что в ней задача будет решаться легче. Есть задачи, несколько из них мы посмотрим в качестве примера, в конце этой лекции, где в инерциальной системе отсчета вычисление, допустим, координаты в любой момент времени получаются очень сложными, а в неинерциальной системе отсчета - это можно упростить, но как это сделать, если вторым законом Ньютона пользоваться нельзя? И физики придумали выход, они придумали как спасти второй закон Ньютона. Давайте рассуждать следующим образом...давайте представим себе, что как будто бы второй закон Ньютона выполняется в неинерциальных системах отсчета и давайте придумаем, что -то такое, что нам позволит второй закон Ньютона спасти, т.е сделать его по-прежнему верным, но уже в неинерциальных системах отсчета.

Давайте запишем определение фиктивно введенной нами силы инерции для того, что бы второй закон Ньютона "работал" в неинерциальных системах отсчета и давайте в определении эту силу возьмем в кавычки.

"Сила инерции" - равна взятому со знаком минус произведению массы тела на вектор ускорения неинерциальной системы отсчета относительно инерциальных систем.

И так мы узнали как вычисляется сила инерции в неинерциальной системе отчета, а теперь давайте на нескольких примерах посмотрим как это работает.

Давайте рассмотрим еще один пример...

И так мы узнали, что при движении по окружности в неинерциальной системе отсчета возникает центробежная сила, на основе которой работают многие центробежные механизмы и давайте с такими механизмами немного познакомимся...

И так первый такой механизм - это центрифуга. И такой механизм, сейчас имеется практически в каждом доме в стиральной машинке.

Следующий центробежный механизм - это центробежный насос...

Следующий центробежный механизм - это центробежный регулятор...

И в конце лекции давайте посмотрим несколько иллюстраций...

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.