惯性系与非惯性系之间的物理规律的有关讨论
《大学物理上教学课件》6.非惯性系
反,大小等于物体质量乘以非惯性系的加速度。
实验验证的必要性
03
通过实验验证可以帮助我们理解非惯性系中的物理现象,加深
对相对论和牛顿运动定律的理解。
实验验证的方法和步骤
准备实验器材
准备必要的实验器材,如滑轮、砝码、 弹簧秤等。
进行实验操作
按照实验方案进行操作,记录实验数 据。
设计实验方案
根据非惯性系中的物理现象,设计合 理的实验方案,包括实验目的、操作 步骤、数据记录等。
牛顿第二定律
总结词
在非惯性系中,牛顿第二定律的形式发生变化,需要加上一 个假想的惯性力来保持等价性。
详细描述
在非惯性系中,牛顿第二定律的形式会发生变化。为了保持 等价性,需要在方程中加上一个假想的惯性力。这个惯性力 的大小等于物体质量与非惯性系相对于惯性系的加速度的乘 积,方向与非惯性系加速度方向相反。
VS
详细描述
科里奥利力的大小计算公式为 F=2m×v×ω,其中 m 是物体的质量,v 是物体的速度,ω 是旋转参考系的角速度。
科里奥利力的应用实例
总结词
科里奥利力在气象学、地球物理学等领域有 广泛的应用。
详细描述
在气象学中,科里奥利力对气体的流动和天 气系统的形成有重要影响,例如旋风和龙卷 风的形成就与科里奥利力有关。在地球物理 学中,科里奥利力是解释地球自转和地球上 水循环的重要因素之一。
THANKS.
参考系变换的方法和步骤
确定变换关系
根据相对性原理和伽利略变换,确定 两个惯性参考系之间的变换关系。
转换物理量
将一个惯性参考系中的物理量(如速 度、加速度、力等)按照变换关系转
换到另一个惯性参考系中。
求解问题
在新的惯性参考系中,应用物理规律 求解问题。
非惯性系 惯性力
地球自转和公转产生的惯性力,使得地球上的物体受到向心力的作用, 从而解释了地球形状为椭球体的原因以及昼夜交替和四季变化的现象。
03
解释潮汐现象
月球和太阳对地球的引力作用,使得地球表面的水体产生潮汐现象。通
过引入惯性力的概念,可以解释潮汐的成因以及潮汐对地球自转速度的
影响。
分析微观粒子行为
分类
非惯性系可分为加速平动参考系和转动参考系两类。加速平动参考系中的物体 受到与加速度方向相反的惯性力作用;转动参考系中的物体则受到与转动角速 度相关的科里奥利力和向心力作用。
牛顿运动定律在非惯性系中适用性
牛顿运动定律在惯性系中成立,但在非惯性系中不再适用。 在非惯性系中,为了描述物体的真实运动状态,需要引入虚 拟的惯性力。
4. 分析实验数据,比较物体在惯性系 和非惯性系中的运动状态。
数据采集和处理方法
数据采集:使用高精度测量设备记录物 体在平台旋转过程中的位置、速度和加 速度等参数。
3. 通过统计分析方法,对实验结果的可 靠性和准确性进行评估。
2. 使用数值分析方法对物体在惯性系和 非惯性系中的运动状态进行模拟和比较 。
01
为解决工程实际问题提供理论支持。
02
研究内容
非惯性系的定义和分类。
03
研究目的和内容
1
惯性力的概念、性质及其在非惯性系中的作用。
2
非惯性系下物体的运动方程和动力学特性分析。
3
非惯性系在实际工程中的应用案例研究。
02
非惯性系基本概念
非惯性系定义及分类
定义
非惯性系是指不满足牛顿第一定律的参考系,即在其中观察到的物体运动状态 不遵循惯性定律。
洛伦兹变换是相对论中描述不同惯性参考系之间物理量转换的基本规则,适用于高速运动的物体。在 洛伦兹变换下,时间和空间是相对的,会随着参考系的改变而改变。洛伦兹变换考虑了光速不变原理 ,是更精确的描述方式。
人教版高中物理选修3-4第十五章相对论简介基础知识梳理
第十五章相对论简介15. 1 相对论的诞生一、经典的相对性原理1.惯性系与非惯性系(1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系就叫惯性系。
地面参考系是惯性系,相对于它做匀速运动的汽车、轮船作为参考系也是惯性系。
(2)非惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中不成立,这个参考系就叫非惯性系。
我们坐在加速的车厢里,以车厢为参考系观察到路边的树木、房屋向后方加速运动,根据牛顿运动定律,房屋、树木应该受到不为零的合力作用,但事实上房屋、树木所受的合力为零,也就是牛顿运动定律不成立。
这里加速的车厢就是非惯性系,也就是说在非惯性系中力学规律不相同。
2.伽利略相对性原理表述1:力学规律在任何惯性系中都是相同的。
表述2:在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动。
表述3:任何惯性参考系都是平权的。
二、相对性原理与电磁规律1.相对性原理与电磁规律之间的矛盾(1)麦克斯韦的电磁理论得出的电磁波的速度不涉及参考系,也就是说在不同的参考系中光速不变。
(2)根据相对性原理,在不同的参考系中观测到的光速应与参考系有关。
在经典力学中如果某一惯性系相对另一个惯性系的速度为v,在此惯性系中有一物体速度为c,那么,此物体相对于另一惯性系的速度是 c+ v吗?根据伽利略相对性原理,答案是肯定的。
实验现象表明,不论光源和观察者做怎样的相对运动,光速都是恒定的.2.迈克耳孙一莫雷实验(1)实验装置如图所示(2)实验内容:转动干涉仪,在水平面内不同方向进行光的干涉实验,干涉条纹并没有预期移动。
(3)实验结论:光沿任何方向传播时,相对于地球的速度相同。
可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对原理.任何参照系中测得的光在真空的速率都应该是3×108m/s。
3.伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的区别:(1)伽利略相对性原理指的是力学现象对一切惯性系来说,都遵循同样的规律;或者说,在研究力学规律时,一切惯性参考系都是等价、平权的,所以无法借助力学的手段确定惯性系自身的运动状态。
2-5 非惯性系 惯性力
非惯性系包括:平动加速系、 非惯性系包括:平动加速系、转动系
非惯性系包括:平动加速系、 非惯性系包括:平动加速系、转动系 一、平动加速系中的惯性力 平动加速系中的惯性力
m
小球静止 小球加速
a0 a0
小球不受力
小车是非惯性系 牛顿定律不成立! 牛顿定律不成立! 若用牛顿定律思 考,则必认为小 球受力为 m a 0
θ
N
θ
ma0
mg
a′
θ
x
N′
Ma0
Mg
对物体: 对物体: 方向: x 方向:N sinθ + ma0 = ma′cosθ
y 方向:N cosθ mg = ma′sinθ 方向:
对楔块: 对楔块: 方向: x 方向: N sinθ + Ma0 = 0
连立求解得
( M + m ) sinθ a′ = g 2 M + m sin θ m sinθ cosθ g a0 = M + m sin 2 θ 由 a = a′ + a 得
M >> m
二、转动系中的惯性力 设圆盘匀速转动,物体 相对圆盘 相对圆盘静止 设圆盘匀速转动,物体m相对圆盘静止
ω
还受惯性力 真实弹力 m 惯性离心力
弹力
转动系S 转动系
惯性系S 惯性系
这时,惯性力只是惯性离心力。 这时,惯性力只是惯性离心力。
惯性离心力 地面参照系 弹簧提供给小球向心力 圆盘参照系 弹簧平衡惯性力 惯性离心力
惯性系,牛顿定律成立。 惯性系,牛顿定律成立。
T
???
a0
mg
F
T
Oh! !
a0
F = ma0 i
2-5 非惯性系惯性力
在非惯性系中应用牛顿定律时, 在非惯性系中应用牛顿定律时,计算力要计入真 实力和假想的惯性力,加速度要用相对加速度。 实力和假想的惯性力,加速度要用相对加速度。 这时牛顿定律的形式为: 这时牛顿定律的形式为:
F' = F + Fi=ma'
第二章 牛顿定律
3
物理学
第五版
2-5 非惯性系 惯性力 a0
m T A B T m
A:质点受绳子的拉力提供的向 质点受绳子的拉力提供的向 心力,所以作匀速圆周运动。 心力,所以作匀速圆周运动。
B:质点受绳子的拉力, :质点受绳子的拉力, 为什么静止? 为什么静止?
在匀速转动的非惯性系中, 在匀速转动的非惯性系中,设想小球受到一个 的作用,大小与绳子的拉力相等, 惯性离心力Fi 的作用,大小与绳子的拉力相等, 方向与之相反,所以小球处于静止的平衡状态。 方向与之相反,所以小球处于静止的平衡状态。
第二章 牛顿定律
2
物理学
第五版
2-5 非惯性系 惯性力 -
惯性力: 惯性力:大小等于运动质点的质量与非惯性系加 速度的乘积;方向与非惯性系加速度的方向相反。 速度的乘积;方向与非惯性系加速度的方向相反。 惯性力没有施力物体,所以不存在反作用力。 惯性力没有施力物体,所以不存在反作用力。
Fi= - ma0
Fi=- mω r en
2
T + F= i 0
惯性坐标系与非惯性坐标系
惯性坐标系与非惯性坐标系相对于惯性系作加速运动的参考系就是非惯性系。
在非惯性系中,牛顿运动定律不能适用的。
惯性系:相对于地球静止或作匀速直线运动的物体。
非惯性系:相对地面惯性系做加速运动的物体。
平动加速系:相对于惯性系作变速直线运动,但是本身没有转动的物体。
例如:在平直轨道上加速运动的火车。
转动参考系:相对惯性系转动的物体。
例如:转盘在水平面匀速转动。
关于牛顿力学有关惯性系的概念,爱因斯坦有这样的批评:“古典力学想要说明一个物体不受外力,必须证明它是惯性的,想要说明一个物体是惯性的,有必须证明它不受外力。
”从而犯了逻辑循环的错误。
上面讲话的意思是,古典力学要想知道一个物体的受力状态,就要预先知道它的运动状态,而要想知道一个物体的运动状态,就必须预先知道其受力状态,但由于古典力学无法预先确定两者中的任何一个,另一个也就同样无法确定。
不过,这个批评很明显地不符合事实,因为这段话的前半部分虽然还看不出有什么错误,牛顿正是由于行星绕太阳的非惯性运动,才判定各行星受到力的作用的,但后半段则是完全不顾事实的,在谈论这个问题时应以事实为根据。
科学的历史告诉我们,在牛顿力学问世以前,人类早已对太阳系内各大天体的运动状态有了基本了解,并建立了哥白尼系统的宇宙图形。
人们取得如此的成就依靠的并不是力学定律和力学实验,而是长期的天文观测数据。
人们是在对太阳系内各天体的运动状态已有了基本了解后才找到牛顿的力学定律的。
所以“古典力学对天体运动状态的了解要取决于对天体受力状态的了解”这个论断是完全违背事实的。
当然,牛顿力学的建立使人们对天体的运动规律有比较以前更为深刻的理解,但无论如何,天文观测的数据总是第一位的,而不是开普勒三定律和牛顿定律创造了这些数据。
牛顿力学问世后,曾有人利用力学计算的方法预计了海王星的存在,似乎是先知道力学定律,然后才知道星体运动的。
但是不能忘记,这些计算方法所依据的原理是从已知星体运动归路总结出来的,所以总的来说,人们是先知道天体的受力状态的。
大学物理非惯性系惯性力
注意
1) 惯性力是引入的虚拟的力.
平动非惯性系中惯性力
m
例 动力摆可用来测定车辆的加速度. 一根质量不计的细棒一端固定在车厢的顶部, 另一端系一小球, 当列车以加速度 a 行驶时, 细杆偏离竖直线成 角. 试求加速度 a 与摆角 间的关系 .
解 以车厢为参考系(非惯性系)小球处于平衡状态.
横向:必需有一力与槽的侧向推力N平衡,这个力即为科里奥利力
分量式
解得
2.在匀角速转动的非惯性系中的惯性力——惯性离心力
如图所示,在光滑水平圆盘上,用一轻弹簧栓一小球,圆盘以角速匀速转动,这时弹簧被拉伸后而静止。
地面观察者:小球受到弹性力,且指向圆心,作圆周运动;
圆盘上观察者:小球受到弹簧拉力,且指向圆心,但小球仍处于静止状态
此时
所以除精密计算外,通常把 视为物体的重力。
重力W实际上应是F引和ƒ*c的合力
5
地球自转角速度很小
3.科里奥利力
一圆盘绕铅直轴以角速转动,盘心有一光滑小孔,沿半径方向有一光滑槽,槽中有一小球被穿过小孔的细线所控制,使其只能沿槽做匀速运动,现小球沿槽以 u 相 向外运动。
从圆盘上观察,则小球仅有径向匀速运动,即小球处于平衡态,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.在变速直线运动参考系中的惯性力
定义:对某一特定物体惯性定律成立的参考系叫做惯性参考系.相对惯性系作加速运动的参考系为非惯性参考系 .
非惯性系
1
惯性力— 惯性在非惯性系中的表现.
非惯性系中牛顿第二定律
2)惯性力不是物体间的相互作用,不存在惯性力的反作用力, 找不出它的施力物体. 3)在研究地面上物体的运动时,地球可近似地看成是惯性参考系 .
2-5 非惯性系 惯性力
m T T
m
地面观察者: 地面观察者:质点受绳子 的拉力提供的向心力, 的拉力提供的向心力,所 以作匀速圆周运动。 以作匀速圆周运动。
圆盘上观察者: 圆盘上观察者:质点受绳 子的拉力,为什么静止? 子的拉力,为什么静止?
§2.5 非惯性系 惯性力
Байду номын сангаас
在匀速转动的非惯性系中,小球受到一个惯性离心力的作用, 在匀速转动的非惯性系中,小球受到一个惯性离心力的作用, 大小与绳子的拉力相等,方向与之相反, 大小与绳子的拉力相等,方向与之相反,所以小球处于静止 的平衡状态。
−1
a0 g
l g
l → T = 2π a
§2.5 非惯性系 惯性力
例 如图 m与M保持接触 各接触面处处光滑求: 与 保持接触
m下滑过程中,相对M的加速度 amM 下滑过程中,相对 的加速度 下滑过程中
m
θ
M
解:画隔离体受力图 以M为参考系画 为参考系画m 为参考系画 的受力图 y′ N Mm x′ m ma
在惯性系中有: 在惯性系中有:
f = ma
= m a= m ( a' + a 0 )
在非惯性系中有: 在非惯性系中有: f
f-ma0=ma'
惯性力: 惯性力:大小等于运动质点的质量与非惯性系加速度 的乘积;方向与非惯性系加速度的方向相反。 的乘积;方向与非惯性系加速度的方向相反。
f 惯=− ma0
f + f 惯=ma'
§2.5 非惯性系 惯性力 加速平动的非惯性系、 三 加速平动的非惯性系、惯性力
a -a
m
a f惯 f
m
地面观察者: 地面观察者:物体水平方
惯性力与非惯性系
惯性力与非惯性系摘要惯性力是非惯性系中的非真实力,本文证明了在非惯性系中将惯性力视为真实力计入后,惯性系下的所有力学规律在非惯性系下都能成立。
当惯性力做功与路径无关时,可以引入惯性力势能,引入惯性力势能并计入系统总机械能后,机械能守恒体系中的条件与结论也仍然成立。
关键字:非惯性系; 惯性力; 惯性力势能ABSTRACTInertia force is unreal power in non-inertia system. It proves in this article that when inertia force is added as real power in non-inertia system, all the mechanical laws which apply in inertia system also do in non-inertial system. When inertia force’s doing work has nothing to do with path, potential energy can be brought in. The conditions and conclusions still apply in the system of conservation of mechanical energy when it adds potential energy to the total mechanical energy.Keywords:Non-inertial; Inertia; Inertial force potential energy1非惯性系与惯性力我们在描绘物体的运动状态时,称选作参照场的物体或物体群,为参照系。
又因为牛顿第一定律又称为惯性定律。
所以凡适用用牛顿定律的参照系都可以称作惯性参照系。
从伽俐若相对性原理中还得到:相对于惯性参照系作匀速直线运动的参照系来说,其力学过程是完全等价的。
高中物理第一册惯性系和非惯性系
惯性系和非惯性系●教学目标一、知识目标1.了解什么是惯性系,什么是非惯性系.2.知道什么是惯性力.二、能力目标培养学生的分析能力.三、德育目标使学生明确任何一种规律都是有一定的适用X围的.●教学重点惯性系和非惯性系、惯性力.●教学难点对惯性力的正确理解.●教学方法讲授法、阅读归纳法.●教学用具投影仪、自制投影片.●课时安排1课时●教学过程[用投影片出示本节课学习目标]1.了解什么是惯性系和非惯性系.2.了解什么是惯性力.●学习目标完成过程一、导入新课[教师]请同学们回忆一下,在直线运动中,怎样去确定物体运动与否呢?[学生]任意选一参考系,看物体相对于参考系的位置是否发生了变化,假设变化那么是运动的;假设没变,那么是静止的.[教师]选择不同的参考系确定出物体的运动情况相同吗?[学生]可能相同,也可能不同.[教师]由此可见,在运动学中选择不同参考系时,物体的运动情况不相同,但仍可以确定其运动,故参考系是可以任意选取的.但在运用牛顿运动定律时,它所需的参考系却不能是任意的.本节我们一起来讨论这一问题.二、新课教学(一)惯性系与非惯性系[教师]用投影片出示题目在一升降机内,放一质量为m的物体,物体随升降机一起运动,试讨论:(1)当升降机对地静止时,物体对地和对升降机的运动及受力情况.(2)当升降机匀速运动时,物体对地和对升降机的运动及受力情况.(3)当升降机变速运动时,物体对地和对升降机的运动及受力情况.[学生活动]阅读题目,并进行讨论.[教师]在第一种情况下,物体对地做何运动?受哪些力的作用?[学生]物体对地是静止的,这时受重力和升降机地面支持力两个力的作用.[教师]受力情况和运动情况符合牛顿运动定律吗?[学生]根据牛顿第一定律知,物体做匀速直线运动或静止时,其所受合力应为零.在此题中,物体所受的重力和支持力是一对平衡力,故其合力为零,满足牛顿运动定律.[教师]物体对升降机做何运动,受力与运动的关系是否满足牛顿运动定律?[学生]此时,物体对升降机静止,重力和支持力平衡,也满足牛顿运动定律.[教师]在第二问中,物体对地做何运动?受哪些力的作用?其运动和力的关系是否满足牛顿运动定律?[学生]此时,物体对地做匀速直线运动,受重力和支持力两个力的作用.由于这两个力仍平衡,故满足牛顿第一定律.[教师]物体对升降机又是做何运动呢?它的受力与运动的关系是否还满足牛顿运动定律呢?[学生]物体对升降机来说是静止的,受力仍和前面一样受重力和支持力两个力的作用,且是一对平衡力,即其合力为零,所以仍满足牛顿第一定律.[教师总结]由上述分析可见:以相对于地面静止或做匀速直线运动的物体作为参考系时,牛顿运动定律是成立的.我们把牛顿运动定律成立的参考系叫惯性参考系,简称惯性系.下面接着讨论第三问所述情况.[教师]在第三问所述情况下物体对地做何运动?受哪些力的作用?[学生]物体相对于地面做变速直线运动,此时物体受重力和支持力的作用,但重力与支持力不再是平衡力.[教师]此时的受力与运动情况的关系满足牛顿运动定律吗?[学生]满足.由于重力与支持力不平衡,故要产生加速度,并且这一加速度就是物体做变速运动时的加速度,即:F+G(=F合)=ma支满足牛顿第二定律.[教师]那么物体对升降机又做何运动呢?[学生]物体随升降机一起运动,所以它的运动状态与升降机相同.故它相对于升降机是静止的.[教师]此时的受力与运动关系还符合牛顿运动定律吗?[学生]不符合.[教师]为什么呢?[学生]以升降机为参考系确定出物体的运动情况是静止的,假设牛顿运动定律成立,那么它所受的合力就应为零,而事实上并不为零.所以,此时牛顿运动定律就不再成立了.[教师总结]从上面讨论可知,牛顿运动定律并不是在任何情况下都成立的.当以相对于地面变速运动的物体作为参考系时,牛顿运动定律便不再成立.我们把牛顿运动定律不成立的参考系叫非惯性参考系,简称非惯性系.练习1.______叫惯性系;______物体可以认为是惯性系.2.______叫非惯性系;______物体是非惯性系.参考答案:1.牛顿运动定律成立的参考系;地面、以及相对于地面静止或匀速运动的2.牛顿运动定律不成立的参考系;相对于地面做变速运动的[教师总结]从上面学习可知:牛顿运动定律在非惯性系中是不成立的,所以我们要养成尽量不以非惯性系为参考系的习惯,以减少在应用牛顿运动定律时出错的机会.但在应用牛顿运动定律时,是否就一定不能以非惯性系作为参考系了呢?下面我们接着来讨论这一问题.(二)惯性力[教师]在前面的第三问中,我们如何修改条件就可使牛顿运动定律成立了呢?[学生]要使牛顿运动定律成立,那么合力就应为零,而实际物体的受力又不为零,所以要想使牛顿运动定律成立,必须增加一假设的力,使物体满足合力为零的条件.[教师]是否加一任意力都行呢?如不是,那么应加一个什么样的力呢?[学生]并不是加一任意力都行.根据题中条件物体此时实际做加速运动,故应满足牛顿第二定律.由牛顿第二定律得:F=F支+G=ma①合而以升降机为参考系时要求物体受力,满足:F=F支+G+F′=0②合结合①②两式可知,要使②式成立,那么:F′=-ma即需增加一大小等于ma、方向和参考系加速度反向的力,这样牛顿运动定律便成立.[教师]这个力是真实存在的吗?[学生]不是真实存在的.[教师]为什么呢?[学生]因为它是人为假设的.[教师]那它和“真实的〞力有何区别呢?[学生]根据“力是物体相互作用〞知:只要有力,那么一定有施力物和受力物,而这个力找不到施力物.[教师总结]从上述分析可知,当我们以非惯性系作为参考系应用牛顿运动定律时,须增加一假设的力F′,且大小等于物体质量与参考系运动加速度的乘积,方向与加速度相反,这样牛顿运动定律才能成立.我们把这一假设的力叫惯性力.[巩固训练]1.在前面例题中,假设升降机以加速度a加速下降时,试以升降机为参考系,求物体对升降机地板的压力.2.如下图,小车的支架上通过细绳悬挂有质量为m的小球,当小车从静止开始以加速度a向右做匀加速运动时,小球将怎样运动?利用本节课内容作出解释.参考答案:1.mg-ma,方向向下.取向下为正.[解]因为以升降机为参考系时,物体静止.所以F合=mg-F N-ma=0即:F N=m(g-a)根据牛顿第三定律知:支持力F N与物体对地板压力为一对相互作用力,所以:F′=-F N=-m(g-a)负号表示与支持力方向相反,即向下.2.以小车作为参考系,小车做变速运动,小车从静止开始以加速度a向右做匀加速运动时(此时设向右为正),小球除了受到真实的力——重力G和绳子的拉力F外,还受到方向向左的惯性力F,因此小球向左偏离,当偏离竖直方向为某一角度θ时,F和G的合力与惯性力大小相等、方向相反,小球相对于车厢静止.[教师总结]当我们引入惯性力后,就可以使一些问题得以解决.例如研究大气和海水流动这类大X围的运动,要考虑地球自转的影响,这时地面参考系不能认为是惯性系,而是非惯性系.由于人们生活在地球上,用地面作参考系比较习惯,故只能引入惯性力去解决这类问题.但我们在高中阶段对这部分内容不作要求,同学们只要简单了解一下就可以了.三、小结本节课我们主要学习了1.牛顿运动定律成立的参考系,叫惯性系.2.牛顿运动定律不成立的参考系,叫非惯性系.3.为了在非惯性系中研究问题的方便,引入了一种形式上假想的力,叫惯性力.它没有施力物体.四、作业1.阅读本节课文,并查找资料,了解广义相对论的知识.2.思考题:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走〞,请同学们分析一下,“小小竹排江中游〞是选择什么作为参考系?这个参考系是惯性参考系还是非惯性参考系?“巍巍青山两岸走〞是选择什么作为参考系?它是惯性系还是非惯性系?参考答案:“小小竹排江中游〞是以河岸景物为参考系,属于惯性系;“巍巍青山两岸走〞是以竹排为参考系,假设竹排匀速运动那么是惯性系.假设竹排变速运动那么是非惯性系.五、板书设计。
非惯性系惯性力
*地球自转对重力的影响
以地球为参照系,考虑地球的自转,于是地面上任何 一个物体都是在三个力:
N
支持力N、引力F引、惯性离性力ƒ*c作用下处于平 衡态,
F引
ƒ*c
W
而地面上的观察者通常总是把地面上 的物体作二力平衡来处理,即认为物 体在重力W和支持力N作用下达到平 衡态,
因此重力W实际上应是F引和ƒ*c的合力,即:
加速度。
YT
as
f﹡ X
解:以小车为参照系(非惯性系),
mg
因为a/=0,这时动力学可简化为静力学
重物受3个力:
张力T, 重力mg,
惯性力f﹡,
而处平衡态,故有
T cos mg 0 (1)
T sin f 0 (2) ( f * mas )
联立,得
tg as
g
as g tg
7
匀角速转动的非惯性系中的——惯性离心力 *惯性离心力的引入:
a 另外 f﹡ 与 s 有关,非惯性系相对于惯性系的加速度的形式不同,则 f﹡ 也不同。
后面将从三个方面加以说明。
4
3、 非惯性系中的运动定律的形式
a 设有惯性系O和非惯性系O,O系以加速度 s相对于O系运动,现在O系中有一 a 质点,其质量为m,且相对于O系以相对加速度 / 运动,于是质点m相对惯性系
19
江岸的冲刷(北半球);
v fk* fk* v
v fk*
0
17
信风;
据历史记载,第一次世界大战期间,英、 德在阿根廷附近马尔维纳斯岛的洋面上进行 了一次大战。当德国军舰位于英国军舰北方 大约6-7km时,英舰炮手瞄准德舰开炮,奇怪 的是炮弹全都落在德舰的左侧大约100多米以 外的地方。怪就怪在英舰炮手都是经过严格 训练的富有作战经验的好炮手,不应发生如 此大的偏差。
惯性系和非惯性系
g
a
一个质量为 m 的小球自由下落, 同时一个桌子以加速度 a 从静止开始作匀加 速向上的运动, 经时间 t(以地面为参考系)有: 小球下降的高度 h = 2 gt 2 子向上通过的位移为 s = 2 at 2 s = 2 g + a t 2 ………………① 小球的速度 △ v = g + a t ………………②
两大参考系的对话
——浅谈惯性系和非惯性系中的力学规律
在中学阶段有关牛顿的力学规律在使用时一般是以地面为参考系的, 那么在 运动的惯性系和非惯性系中应如何使用这些力学规律呢?下面就这个问题作一 下探讨。 一. 运动的惯性系中的力学规律 由于在所有的惯性系中遵循相同的物理规律, 也就是说所有的惯性系是等价 的。所以,在运动的惯性系中各类运动学公式、动能定理、动量定理、机械能守 恒定律都是成立的, 都能直接使用,只不过各描述物体运动的物理量应使用相对 量。 二. 非惯性系中的力学规律 结论:在非惯性系中匀变速直线运动公式能直接使用,但是动能定理、动量 定理、 机械能守恒定律都不能直接使用,当引入惯性力后在非惯性系中在形式上 也能使用动量定理、动能定理和机械能守恒定律了。下面给出证明:如图所示
2 1 v2
Y
a
X
F惯 G
(3)在这种情况下半球面仍为一非惯性系,且惯性力的方向水平向左,类似于 第(2)问的解法:
1 4
mgR sin θ + mgR(1 − cos θ) = 2 mv2 ………………①
1 v2
1
mg cos θ − 4 mg sin θ = m R ……………………② sin 2θ + cos 2θ = 1……………………③ h = R cos θ……………………④ 联立以上几个方程求得: h = 0.81R Y 注:以上公式中的速度都为相对半球的速度。
非惯性系下的牛顿定律
非惯性系下的牛顿定律牛顿定律是描述物体运动的基本规律,它适用于惯性系中的运动情况。
然而,在非惯性系中,物体受到的力和加速度之间的关系并不直接适用牛顿定律。
因此,本文将探讨非惯性系下的牛顿定律以及如何在非惯性系中应用相应的修正公式。
一、非惯性系的定义与特点非惯性系是指相对于惯性系而言有加速度的参考系。
在非惯性系中,物体的运动状态由于该系自身的加速度而发生改变。
这种参考系下的物体运动与自由质点在加速状态下的运动有相似之处。
与惯性系相比,非惯性系中的运动规律需要进行修正。
二、非惯性系下的修正牛顿定律在非惯性系中,牛顿定律需要进行修正以适应该参考系中物体的运动情况。
具体而言,我们需要考虑两个因素:惯性力和修正加速度。
1. 惯性力惯性力是非惯性系中物体所受到的相对于惯性系的力。
根据牛顿第一定律,物体会继续沿其原来的方向匀速运动,除非受到外力作用。
因此,在非惯性系中,物体会感受到一个力,该力与物体的加速度成正比。
2. 修正加速度修正加速度是为了纠正非惯性系中物体受到的惯性力而引入的。
当物体在非惯性系中运动时,该参考系的加速度会影响到物体的真实加速度。
为了得到物体真实的加速度,我们需要减去非惯性系的加速度。
修正后的加速度与物体所受外力成正比。
三、修正牛顿定律的应用举例为了更好地理解非惯性系下的牛顿定律,我们考虑一个简单的例子:一个在水平面上受到均匀加速的电车。
假设电车的加速度为a,质量为m。
在非惯性系中,电车会受到惯性力-ma的作用,这个力与电车质量成正比。
为了得到电车的真实受力情况,我们需要修正惯性力。
根据修正牛顿定律,在非惯性系中,电车所受外力F与修正后的加速度a'的关系为:F = ma - ma'其中,修正后的加速度a'等于参考系加速度a乘以修正系数k。
修正系数的具体计算需要考虑参考系的运动情况。
通过上述修正后的牛顿定律,我们可以更准确地描述非惯性系中物体的运动。
在实际应用中,我们需要根据具体的参考系和物体的运动情况来选择合适的修正方法。
高中物理-高一物理第三章第八节惯性系和非惯性系教案
高中物理-高一物理第三章第八节惯性系和非惯性系教案【教材版本】人教版高一物理【教学内容】第三章第八节惯性系和非惯性系【教学目标】1. 了解惯性系和非惯性系的定义及联系;2. 掌握惯性力的概念;3. 熟练掌握惯性系和非惯性系的变换方程。
【教学重点】1. 惯性系和非惯性系的定义和联系;2. 惯性力的概念。
【教学难点】1. 惯性系和非惯性系的变换方程。
2. 惯性力与加速度的关系。
【教学方法】1. 讲授法:通过讲述概念定义和推导公式等方式,使学生掌握本节内容。
2. 实验法:通过实验操作,帮助学生理解惯性力的概念和表现形式。
【教学过程】一、概念解释1. 惯性系:指没有受到任何作用力的运动物体或运动系。
2. 非惯性系:指受到了任何作用力的运动物体或运动系。
3. 惯性力:指在非惯性系中所表现出来的一种看似物体质量的力。
二、惯性系和非惯性系的变换方程1. 惯性系和非惯性系整体运动的变换在两个惯性系中运动的物体在整体运动中,离开其他物体时运动状态保持不变。
变换方程:$\vec{V'}=\vec{V}+\vec{V_0}$2. 惯性系和非惯性系的相对运动变换当一个惯性系$O$相对于非惯性系$O'$作匀速直线运动时,相对于$O$的加速度与相对于$O'$的加速度有一定的关系。
变换方程:$\vec{a}=\vec{a'}+\vec{a_0}$其中,$\vec{a}$是相对于$O$求得的物体加速度,$\vec{a'}$是相对于$O'$求得的物体加速度,而$\vec{a_0}$是非惯性系$O'$的加速度。
三、惯性力与惯性系1. 惯性力的概念当一个物体处于非惯性系中运动时,物体所表现出来的一部分力,被称作惯性力。
它的方向与受力体的相反。
2. 惯性力与加速度的关系在非惯性系中,物体所表现出来的惯性力与其加速度有一定的关系,它们的正方向相反。
具体而言,当一个质量为$m$的物体受到作用在它上面的非惯性系加速度为$a_0$的作用力时,它所表现出来的惯性力大小为$ma_0$。
非惯性参照系非惯性参考系例子
非惯性参照系非惯性参考系例子基本概念编辑非惯性参照系就是能够对同一个单元观测的被施加作用力的观测参照框架和附加非线性的坐标系的统称。
非惯性参照系的一般来说无穷多。
在经典机械力学中,任何一个使得“伽利略相对性原理”出现异常的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。
比如,一个加速转动的参照系;一个加速振动的参照系;……;一个随机任意加速运动的物理现象等等。
即任何一个成立牛顿第一定律和牛顿第二定律不再使得的参照系。
在经典电磁学中,任何一个使得“爱因斯坦相对性原理”出现异常的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。
比如,任何一个使得洛仑兹电磁电磁场定律F=qE+qvXB,或者麦克斯韦泊松方程组不再成立的参照系。
惯性力编辑经典力学对力定义相当简单明了——力是物体对物体的积极作用,不错,相当简单明了!于是,人们认为只有具备资格证书两个或两个以上的物体才有资格谈力,凡是谈到力则一定有施力物体,也有受力物体,这似乎保持一致与人们的沃苏什卡相一致。
可是,当人们坐在车上,并以车为参照系时,我们发现车上的物体居然可以无缘无故这回地加速运动起来,似乎有一个似乎内力作用在物体之上,这是一个什么灵气呢?它具有什么性质呢?施力物体是什么?无论我们怎样努力寻找,始终无法把这个力的手部物体找出来。
为了弄清楚原因,我们下了车,在地面上以地面为斜坡参照系索性来观察一番,这时,我们恍然大悟,原来当车一旦发生加速运动时,车上的物体就会在车上相对于车厢圆周运动起来,物体并没有运动而是保持静止状态,物体并没有受到力的作用,当然我们找不到施力物体了。
可见,在不同参照系上观察物体的基本概念运动,观察的结果时会截然不同!于是,人们把参照系或进行了分类,凡是牛顿第二定律能够适用的参照系称为惯性参照系,反之,牛顿第二定律不适用的参照系称为惯性力非惯性参照系。
牛顿第二牛顿所谓是否适用,我们考虑的因素是力的产生条件,如果具备力的诱发条件,则必然符合牛顿第二定律。
通过总结,人们发现,凡是相对地面静止运动做匀速直线或者的参照系都是惯性参照系,而相对于地面做变速运动的参照系地面是非惯性力参照系;在许多的惯性参照系中,相对地面静止的惯性参照系具有特殊的优点,把它叫做毕竟惯性参照系。
学术论文 - 大学物理论文1500字
(1879-1955)
正文: 1 、什么是布朗运动? 悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动
(Brownian movement) 例如,在显微镜下观察悬浮在水
中的藤黄粉、花粉微粒,或在无风情形观察空气中的烟粒、 尘埃时都会看到这种运动。温度越高,运动越激烈。
第 2 是系统的内能增加,另一部分是用千系统对外做 功。不难看出,热力学第一定律气其实是包括热量在内的 能量守恒定律。它还指出,作功必须有能量转换而来,很 显然第一类永动机违反了热力学第一定律,所以它根本不 可能造成的。
物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态,这样 的周而复始的变化过程称为循环过程,或简称循环。经历 一个循环,回到初始状态时,内能没有改变,这是循环过 程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源(一 个高温热源,一个低温热源)之间工作的循环过程。在完 成一个循环后,气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有 以下特征:
(3) 字数限制在 1500-3000 字之间。 A4 纸打印,单倍 行距。应包括以下几部分:标题、作者(姓名班级学号) 、摘要 (150 字内)、论文正文、主要参考文献(约 3-5 篇)。
二、大学物理小论文书写格式 标题(黑体小三号居中)
(空一行) 院系班级、姓名、学号(宋体小四号)
(空一行)
摘要(黑体五号) : (宋体五号居左) (字数在 100 至
2
三、参考内容: 1. 潮沙原理及周期
2. 直升飞机、火箭以及其它非常规飞行器是怎样控制它
们的姿态的?
3. 调查研究一下交通工具中所使用的各种变速器和离合
器的大致分类,从某个着眼点进行讨论。
4. 飞机为什么能飞?哪种机翼可以提供最大的升力最小
1-5 非惯性系 惯性力
1
y a2 x a1
m相对于地的加速度为
a a1 a2
NHale Waihona Puke (3) 分析受力 m受力如图
mg
(4)列出方程 对m应用牛顿定律列方程: x方向: mgsin =m(a2-a1sin) y方向: N-mgcos =ma1cos 解方程,得: a2=(g+a1)sin N =m(g+a1)cos
y a2 x a1
N
mg
物体对斜面的压力大小 N′=N=m(g+a1)cos 垂直指向斜面. m沿斜面向下作匀变速直线运动,所以
1 2 1 l a2 t ( g a1 ) sin t 2 2 2
t 2l ( g a1 ) sin
(5)讨论结果 当=0时, N′=N=m(g+a1). 当=0时, 无水平滑动,l=0 , t=0
a 0是非惯性系相对惯性系(如地面)的加速度。
在非惯性系中,动力学方程表示为
FI ma0
F FI ma
注意:惯性力不是真正作用在物体上的力! 惯性力无施力者,也无反作用力。 惯性力的实质是物体的惯性在非惯性系中的表现。
例 一质量为m1、顶角为的三角形光滑物体上。放有 一质量为m2的物块。设各面间的摩擦力均可忽略不 计。试用非惯性系中力学定律求解三角形物块的加速 度。 解: 将坐标系建立在三角形物块上,方向如
例: 升降机内有一光滑斜面,固定在底板上,斜面倾 角为.当升降机以匀加速度a1竖直上升时,质量为m的 物体从斜面顶端沿斜面开始下滑,如图所示.已知斜面 长为l,求物体对斜面的压力,物体从斜面顶点滑到底 部所需的时间.
例: 升降机内有一光滑斜面,固定在底板上,斜面倾 角为.当升降机以匀加速度a1竖直上升时,质量为m的 物体从斜面顶端沿斜面开始下滑,如图所示.已知斜面 长为l,求物体对斜面的压力,物体从斜面顶点滑到底 部所需的时间. a 解: (1)选取对象 以物体m为研究对象. (2) 分析运动
惯性系与非惯性系
电 磁 诠 释78 惯性系与非惯性系一、经典理论中惯性系与非惯性系的概念 经典理论认为凡是牛顿运动定律适用的参照系为惯性系,牛顿运动定律不成立的参照系为非惯性系。
所有相对于惯性系做匀速直线运动的参照系都是惯性系,相对于惯性系做非匀速直线运动的参照系就不是惯性系。
在一般精度范围内,地球或静止在地面上的任一物体都可以近似看作惯性系。
同样,在地面上做匀速直线运动的物体也可以近似地看作惯性系,但在地面上做变速运动的物体就不能看作惯性系。
可以看出,经典理论是把匀速直线运动的参照系作为惯性系,非匀速直线运动的参照系作为非惯性系。
二、匀速直线运动和非匀速直线运动的统一 通过以前的论述,我们知道不管是匀速直线运动,还是非匀速直线运动,都存在实际加速度0αA 或αA 。
并且实际加速度的量值不随参照系的改变而改变。
这样,我们就可以用实际加速度把匀速直线运动和非匀速直线运动统一起来。
下面我们用实际加速度曲线说明之。
惯性系与非惯性系79图1 实际加速度曲线(惯性系曲线)物体m 在极地作匀速直线运动,其实际加速度0tan 00ααα⋅=g A0200tan )(α⋅-=rv g 00220tan )sin (αα⋅-=rc g 取极地g 0=9.8322 m/s 2,极地半径r =6.3568×106m ,光速c =3×108m/s 时,根据上式可画出极地实际加速度0αA 与速度斜角0α的关系曲线,如上图所示。
1. 当0α=0或v 0=0时,表现为相对静止。
2. 当0α=1.5215×105-或v 0=4.5644×103 m/s 时,极 地、匀速直线运动的实际加速度有最大值m ax 0αA =9.9731×电 磁 诠 释80 105- m/s 2。
3. 当0α=2.6353×105-或v 0=7.9058×103m/s 时,形成稳态运动,这时毗邻阻力f B =m 0αA ⋅=0。
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目录摘要 (1)Abstract............................................ 错误!未定义书签。
1 引言 (1)2 参考系的基本概念透析 (2)2.1 参考系 (2)2.2 惯性系和非惯性系 (2)2.3 非惯性参考系的应用范围 (2)3 非惯性参考系中的力学研究 (2)3.1 非惯性参照系与惯性力 (2)3.2 牛顿水桶实验 (3)3.3 非惯性参照系与科里奥利惯性力 (4)3.4 科里奥利加速度的实质 (4)4 广义相对性原理 (4)5 非惯性参照系附加引力场 (5)6 总结 (5)参考文献 (5)惯性系与非惯性系之间的物理规律的有关讨论摘要:汽车开动,人向后仰,刹车时人向前倾,与平稳前进时完全两样,类似的情况还很多。
这些现象使人们在动力学中把参照系分为两类:惯性系与非惯性系。
在一般问题中,地球可看成是惯性系,匀速直线运动的汽车也是惯性系,正在开动或刹车的汽车是非惯性系。
从地球上考察,刹车时人向前倾正符合惯性定律;从汽车上考察,人在水平方向未受力而向前倾,这不符合牛顿定律。
为什么牛顿定律不适用于非惯性系?非惯性系中的运动定律是怎样的?本文拟就这些问题做一简单讨论。
关键词:参考系;惯性系;非惯性系;广义相对论Inertial and non-inertial reference system between the physicallaws about discussAbstract:The car started, people leaned back, when the brake is person to lean forward, and smooth progress completely different, similar case has a lot of. These phenomena so that people in the dynamics in the reference frame is divided into two categories: inertial and non-inertial reference system. In general, the earth can be thought of as the inertial system, uniform linear motion of the car is inertial system, moving or brakes is non inertial system. From the earth expedition, when the brake is in line with the law of inertia people forward; from the car inspection, people in the horizontal direction without force and forward, this does not accord with Newton's laws. Why Newton's law is not applicable to non inertial system? In non-inertial motion law is how? This paper tries to make a simple discussion of these issues.Key words:Reference system; Inertial system; Non inertia system; General relativity1 引言对一切运动的描述,都是相对于某个参考系的。
参考系选取的不同,对运动的描述,或者说运动方程的形式,也随之不同。
人类从经验中发现,总可以找到这样的参考系:其时间是均匀流逝的,空间是均匀和各向同性的;在这样的参考系内,描述运动的方程有着最简单的形式。
这样的参考系就是惯性系。
而相反的,相对于惯性系(静止或匀速运动的参考系)加速运动的参考系称为非惯性系参考系。
地球有自转和公转,我们在地球上所观察到的各种力学现象,实际上是非惯性系中的力学问题,因此,研究惯性系与非惯性系中的各种物理现象、总结其规律对于我们认识世界、改造世界有其重大意义。
2 参考系的基本概念透析2.1 参考系为了研究宏观物体的机械运动,首先应确定该物体在空间的位置。
但因物体的位置只能相对确定,因此又应该首先找出另外一个物体作为参考,这种作为参考的物体叫做参考系【1】。
如果物体相对于参照系的位置在变化,则表明物体相对于该参照系在运动;如果物体相对于参照系的位置不变,则表明物体相对于该参照系是静止的。
同一物体相对于不同的参照系,运动状态可以不同。
在运动学中,参照系的选择可以是任意的。
研究和描述物体运动,只有在选定参照系后才能进行。
如何选择参照系,必须从具体情况来考虑。
选择参照系是研究问题的关键之一。
2.2 惯性系和非惯性系凡是牛顿运动定律适用的参照系, 称为惯性参照系【2】,简称惯性系.相对于一个惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系.在忽略自转影响的情况下,地球可近似地视为惯性系,因此,相对于地面做匀速直线运动的物体都可视为惯性系。
反之,不能使惯性定律成立的参考系叫做非惯性参考系,简称非惯性系.相对于一个惯性系做变速运动的参考系都是非惯性系.在自转影响不能忽略的情况下,地球实际上也是非惯性系。
2.3 非惯性参考系的应用范围非惯性参照系就是能够对同一个被观测的单元施加作用力的观测参照框架和附加非线性的座标系的统称。
非惯性参照系的种类无穷多。
在经典机械力学中,任何一个使得“伽利略相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。
比如,一个加速转动的参照系;一个加速振动的参照系;……;一个随机任意加速运动的参照系等等。
即任何一个使得牛顿第一定律和牛顿第二定律不再成立的参照系。
在经典电动力学中,任何一个使得“爱因斯坦相对性原理”失效的参照系都是所谓的“非惯性参照系”。
比如,任何一个使得洛仑兹电磁作用力定律F=qE+qu×B,或者麦克斯韦方程组不再成立的参照系。
3 非惯性参考系中的力学研究3.1 非惯性参照系与惯性力经典力学对力定义相当简单明了——力是物体对物体的作用,不错,相当简单明了!于是,人们认为只有具备两个或两个以上的物体才资格谈力,凡是谈到力则一定有施力物体,也有受力物体,这似乎与人们的生活实践相一致。
可是,当人们坐在车上,并以车为参照系时,我们发现车上的物体居然可以无缘无故地加速运动起来,似乎有一个力作用在物体之上,这是一个什么力呢?它具有什么性质呢?施力物体是什么?无论我们怎样努力寻找,始终无法把这个力的施力物体找出来。
为了弄清楚原因,我们下了车,在地面上以地面为参照系再来观察一翻,这时,我们恍然大悟,原来当车一旦发生加速运动时,车上的物体就会在车相对于车厢加速运动起来,物体根本没有发生运动而是保持静止状态,物体并没有受到力的作用,当然我们找不到施力物体了。
可见,在不同参照系上观察物体的运动,观察的结果会截然不同!通过总结,人们发现,凡是相对地面静止或者做匀速直线运动的参照系都是惯性参照系,而相对于地面做变速运动的参照系是非惯性参照系;在众多的惯性参照系中,相对地面静止的惯性参照系具有特殊的优点,把它叫做绝对惯性参照系。
人们惯性参照系进行了诸多的讨论同时,还对非惯性参照系进行了讨论。
一个物体在非惯性参照系中似乎在力作用下发生了加速运动,可是找不到其施力物体。
为了迎合牛顿第二定律,人们假设了物体受到一个力的作用,这个力由物体的质量及其加速度的乘积决定,但是由于找不到施力物体,人们认为这不是一个真实存在的力,而是一个虚构的力,把这个力称为“惯性力”。
也就是说,在非惯性参考系中,形式上,牛顿第二定律仍然成立,但力的项需要作修改,这个附加的力称为惯性力【3】。
3.2 牛顿水桶实验很明显,“惯性力”大小取决于物体的加速度大小,而物体的加速度大小实际又取决于非惯性参照系相对于惯性参照系的加速度。
那么,如何通过动力学实验找到惯性系,从而确定任意一个对象的加速度呢?牛顿以“水桶实验”来证实其可行性。
当一个盛水的水桶带着桶里的水转起来的时候,水面会由平坦变成凹形,如果水桶停止转动而水未停下,水面仍会呈凹形。
如果建立一个与水相对静止的转动参照系,那么在这个参照系里水是静止的,但这个参照系里的实验者却会发现,似乎有一个向外的力维持着水面的形状,不让四周的水向中心回流,于是实验者便可以下结论:我所在的系是个非惯性系,其中有惯性力维持着水面的凹形。
推而广之,只要在某个参照系里,水静止但水面不平坦,这就可作为非惯性系的判断依据,这个非惯性系中存在着惯性力。
牛顿认为,参照系中若发生这种情况,则说明它是一个相对于“绝对空间”有加速运动的参照系,并且通过动力学实验可以测量出绝对的加速度。
然而这充其量只是一个判据,尚不足以说明惯性力究竟是从何而来的,曾经遭受过马赫的强烈批判。
后来的狭义相对论虽然否定了绝对空间,但也并没有解决这个问题。
另一方面,爱因斯坦尝试将万有引力纳入狭义相对论框架时失败了,他后来在马赫原理的启发下提出了等效原理和广义相对性原理,取消了惯性系的优越地位,因此不再有必要区分惯性系与非惯性系,后来进一步建立了广义相对论。
3.3 非惯性参照系与科里奥利惯性力相对于惯性参照系做变速运动的参照系是非惯性参照系,在非惯性参照系中的物体会受到惯性力作用。
转动也是一种变速运动,而且是一种经常可见的变速运动,如果以一个相对于地面转动的物体为参照系,那么物体在这个参照系中将受到两种惯性力的作用——离心惯性力与科里奥利惯性力。
而本文仅对科里奥利惯性力作相应的讨论。
当质点静止于匀速转动的参照系中,在其中将观察到质点受离心惯性力的作用【4】。
若质点相对于匀速转动的参照系运动,则质点可能受到另一种惯性力,即科里奥利力【5】。
3.4 科里奥利加速度的实质人们都以为,科里奥利加速度是什么非惯性力作用的结果,其实非也。
这实际上是物质在中性子速度旋度中的运动属性而已,也就是物理学属性第二定律所描述的情形。
其形成原因非常简单——如果圆盘相对于地面在逆时针转动时,那么,当以圆盘为参照系时,暗物质中性子则顺时针以相同的角速度在旋转,在参照系空间内部形成了一定的速度旋度,通过旋度计算我们可以得到,是中性子在圆盘参照系中转动的角速度矢量,根据物理学属性第二定律可知,物体在这样的参照系中的加速度为,即,是物体在圆盘参照系中的速度。
这就是科里奥利加速度。
由此可知,在这样的惯性系中,物体可能受到两个环境属性力——科里奥利力与离心力的作用。