Движение в неинерциальных системах отсчёта

5. Движение в неинерциальных системах отсчёта.
Рассмотренные выше законы динамики справедливы лишь в инерциальных системах отсчёта, телами отсчёта которых являются свободные тела. Однако, абсолютно свободных тел в природе не существует. Это значит, что инерциальных систем отсчёта в строгом смысле в природе не существует.

Мера неинерциальности.
Все реальные системы отсчёта движутся с тем или иным ускорением. Это ускорение – собственное ускорение систем отсчёта – и является мерой неинерциальности системы. Чем больше собственное ускорение системы отсчёта, тем в большей степени она неинерциальна.

Две системы отсчёта.

Две системы отсчёта.

Преобразование радиусов-векторов.

Преобразование координат.

Преобразования Галилея.

Формулы преобразования скоростей.

Равномерное движение подвижной системы.

Ускоренное движение подвижной системы.

Второй закон Ньютона для неинерциальной системы отсчёта.

Силы инерции.

Формулировка второго закон Ньютона для неинерциальных систем отсчёта.
Это утверждение и носит название второго закона Ньютона для неинерциальных систем отсчёта. Оно гласит, что второй закон Ньютона справедлив и для неинерциальных систем отсчёта, только к реально действующим силам необходимо добавить т.н. силы инерции.

Центробежная сила и сила Кориолиса

6. Движение твёрдого тела.
6.1. Кинематика твёрдого тела.
Определение. Твёрдым телом называется система материальных точек, расстояние между любыми двумя из которых остаётся неизменным при движении системы.
Существует два принципиально различных вида движения твёрдого тела: поступательное и вращательное.

Поступательное движение т.т.
Определение. Поступательным движением т.т. называется такое движение, при котором прямая, проходящая через любые две его точки, остаётся параллельной самой себе.
При поступательном движении т.т. все его точки движутся совершенно одинаково, по параллельным траекториям с одинаковыми скоростями. Поэтому всё движение можно охарактеризовать одной скоростью.

Демонстрация.
Progr D: Progr E: Progr F: Progr G:

Вращательное движение т.т.
Определение. Вращательным движением т.т. называется такое движение, при котором траекториями движения его точек являются окружности.
Т.к. расстояние между точками т.т. не могут меняться, центры окружностей, по которым движутся точки т.т. должны быть расположены на одной прямой.

Ось вращения т.т.
Определение. Прямая, на которой расположены центры окружностей, по которым движутся точки т.т. при вращении, называется осью вращения т.т.

Период вращения т.т.

Частота вращения т.т.

Угловая скорость вращения т.т.

Связь угловой скорости вращения т.т. с частотой.

Вектор угловой скорости.
Угловая скорость т.т. считается векторной величиной, направленной по оси вращения т.т. так, что с конца вектора угловой скорости вращение выполняется против часовой стрелки. По-другому направление угловой скорости можно определить с помощью правила правого винта или правила буравчика: если винт, расположенный по оси вращения т.т., вращать, как вращается т.т., то движение винта вследствие резьбы покажет направление угловой скорости.

Связь угловой и линейной скорости.

Векторная связь угловой и линейной скорости.

Движение т.т. в общем случае.

Формула скоростей т.т.

Мгновенная ось вращения т.т.

Угловое ускорение т.т.

Следствия из определения углового ускорения.

Формула угла поворота т.т.

Равномерное вращение.