惯性参照系
定义
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。
在有些参考系中,不受力的物体会保持静止或匀速直线运动的状态,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参照系,也称为惯性参考系或惯性系。
如果s为一惯性参照系,则任何对于s作等速直线运动的参照系都是惯性参照系;而对于s作加速运动的参照系则是非惯性参照系。所有的惯性参照系都是等效的。
非惯性系
也称非惯性参考系,是相对地面惯性系做加速运动的物体。在非惯性系中,牛顿第一定律并不成立。
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+qv×B,或者麦克斯韦方程组不再成立的参照系。
什么是惯性参考系与非惯性参考系的区别
在物理学中,惯性系和非惯性系是用来描述物体运动状态的两个参考系。受力在这两个参考系中的表现确实有所区别,下面是它们之间的区别和解释:
1.惯性系:惯性系是一个特殊的参考系,其中物体在没有受到力的作用下保持匀速直线运动或静止。
在惯性系中,牛顿第一定律成立:物体在没有受到外力时,保持匀速直线运动或静止。
在惯性系中,受力会产生加速度,而没有力的作用下,物体将保持运动状态。
2.非惯性系:非惯性系是一个参考系,在该参考系中物体受到惯性力(伪力)的作用,该力由于参考系的非惯性而产生。在非惯性系中,物体可能表现出加速度,但实际上并没有真正受到外力。
总结起来,区别在于受力的表现方式。
在惯性系中,受力会导致真正的加速度,而在非惯性系中,物体可能经历加速度,但并没有真正的受力作用。
非惯性系中的加速度是由参考系的非惯性引起的,通过引入伪力来解释物体运动。
相对于惯性系,非惯性系中的物体受到的力变得更加复杂。
需要注意的是,非惯性系是相对于惯性系而言的,选择不同的参考系会导致受力描述发生变化。在实际问题中,我们通常采用最简单和最能够描述物体运动规律的参考系。
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