Ruch obrotowy wokół stałej osi to kolejny szczególny przypadek ruchu ciała sztywnego.
Ruch obrotowy ciała sztywnego wokół ustalonej osi
nazywa się to takim ruchem, w którym wszystkie punkty ciała opisują okręgi, których środki leżą na tej samej prostej, zwanej osią obrotu, natomiast płaszczyzny, do których należą te okręgi, są prostopadłe oś obrotu
(Ryc.2.4).
W technologii tego typu ruch występuje bardzo często: na przykład obrót wałów silników i generatorów, turbin i śmigieł samolotów.
Prędkość kątowa
. Każdy punkt ciała obracający się wokół osi przechodzącej przez ten punkt O, porusza się po okręgu, a różne punkty poruszają się w czasie różnymi drogami. A zatem moduł prędkości punktowej A więcej niż punkt W (Ryc.2.5). Ale promienie okręgów obracają się w czasie o ten sam kąt. Kąt - kąt pomiędzy osiami OH oraz wektor promienia, który określa położenie punktu A (patrz rys. 2.5).
Niech ciało obraca się równomiernie, to znaczy obraca się o równe kąty w równych odstępach czasu. Prędkość obrotu ciała zależy od kąta obrotu wektora promienia, który określa położenie jednego z punktów ciała sztywnego w danym okresie czasu; to się charakteryzuje prędkość kątowa
.
Na przykład, jeśli jedno ciało obraca się o kąt co sekundę, a drugie o kąt, to mówimy, że pierwsze ciało obraca się 2 razy szybciej niż drugie.
Prędkość kątowa ciała podczas obrotu jednostajnego
jest wielkością równą stosunkowi kąta obrotu ciała do okresu czasu, w którym ten obrót nastąpił.
Prędkość kątową będziemy oznaczać literą grecką ω
(omega). Wtedy z definicji
Prędkość kątowa wyrażana jest w radianach na sekundę (rad/s).
Na przykład prędkość kątowa obrotu Ziemi wokół własnej osi wynosi 0,0000727 rad/s, a prędkości tarczy szlifierskiej około 140 rad/s 1 .
Prędkość kątową można wyrazić poprzez prędkość obrotowa
, czyli liczba pełnych obrotów w ciągu 1s. Jeśli ciało wykonuje obroty (grecka litera „nu”) w ciągu 1 s, to czas jednego obrotu jest równy sekundom. Ten czas to tzw okres rotacji
i oznaczone literą T. Zatem związek między częstotliwością a okresem rotacji można przedstawić jako:
Pełny obrót ciała odpowiada kątowi. Zatem zgodnie ze wzorem (2.1)
Jeżeli podczas obrotu jednostajnego znana jest prędkość kątowa i w początkowym momencie czasu kąt obrotu wynosi , to kąt obrotu ciała w czasie T zgodnie z równaniem (2.1) jest równe:
Jeśli , to lub 
.
Prędkość kątowa przyjmuje wartości dodatnie, jeżeli kąt pomiędzy wektorem promienia, który określa położenie jednego z punktów bryły sztywnej, a osią OH wzrasta, a ujemna, gdy maleje.
W ten sposób możemy w dowolnym momencie opisać położenie punktów obracającego się ciała.
Zależność prędkości liniowej i kątowej.
Często nazywa się prędkością punktu poruszającego się po okręgu prędkość liniowa
, aby podkreślić różnicę w stosunku do prędkości kątowej.
Zauważyliśmy już, że gdy ciało sztywne obraca się, jego różne punkty mają nierówne prędkości liniowe, ale prędkość kątowa jest taka sama dla wszystkich punktów.
Istnieje związek pomiędzy prędkością liniową dowolnego punktu obracającego się ciała a jego prędkością kątową. Zainstalujmy to. Punkt leżący na okręgu o promieniu R, pokona tę odległość w jednym obrocie. Ponieważ czas jednego obrotu ciała to okres T, wówczas moduł prędkości liniowej punktu można znaleźć w następujący sposób:
Opisując ruch punktu po okręgu, będziemy charakteryzować ruch punktu po kącie Δφ , który opisuje wektor promienia punktu w czasie Δt. Przemieszczenie kątowe w nieskończenie krótkim czasie dt oznaczony przez dφ.
Przemieszczenie kątowe jest wielkością wektorową. Kierunek wektora (lub ) określa zasada świdra: jeśli obrócisz świder (śrubę z gwintem prawoskrętnym) w kierunku ruchu grota, świder przesunie się w kierunku wektora przemieszczenia kątowego. Na ryc. 14 punkt M porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, jeśli spojrzysz na płaszczyznę ruchu od dołu. Jeśli przekręcisz świder w tym kierunku, wektor zostanie skierowany w górę.
Zatem kierunek wektora przemieszczenia kątowego wyznacza się poprzez wybór dodatniego kierunku obrotu. Dodatni kierunek obrotu wyznacza reguła świdra prawoskrętnego. Jednak z takim samym sukcesem można było wziąć świder z gwintem lewoskrętnym. W tym przypadku kierunek wektora przemieszczenia kątowego byłby przeciwny.
Rozważając takie wielkości, jak prędkość, przyspieszenie, wektor przemieszczenia, kwestia wyboru ich kierunku nie pojawiła się: została ona zdeterminowana w sposób naturalny z natury samych wielkości. Takie wektory nazywane są polarnymi. Nazywa się wektory podobne do wektora przemieszczenia kątowego osiowy, Lub pseudowektory. Kierunek wektora osiowego wyznacza się wybierając dodatni kierunek obrotu. Ponadto wektor osiowy nie ma punktu zastosowania. Wektory polarne, które rozważaliśmy do tej pory, są stosowane do poruszającego się punktu. W przypadku wektora osiowego można jedynie wskazać kierunek (oś, oś - łac.), wzdłuż którego jest on skierowany. Oś, wzdłuż której skierowany jest wektor przemieszczenia kątowego, jest prostopadła do płaszczyzny obrotu. Zazwyczaj wektor przemieszczenia kątowego rysowany jest na osi przechodzącej przez środek okręgu (rys. 14), chociaż można go narysować w dowolnym miejscu, także na osi przechodzącej przez dany punkt.
W układzie SI kąty mierzy się w radianach. Radian to kąt, którego długość łuku jest równa promieniowi okręgu. Zatem całkowity kąt (360 0) wynosi 2π radianów.
Ruch punktu po okręgu
Prędkość kątowa– wielkość wektorowa, liczbowo równa kątowi obrotu w jednostce czasu. Prędkość kątowa jest zwykle oznaczana grecką literą ω. Z definicji prędkość kątowa jest pochodną kąta po czasie:
. (19)
Kierunek wektora prędkości kątowej pokrywa się z kierunkiem wektora przemieszczenia kątowego (rys. 14). Wektor prędkości kątowej, podobnie jak wektor przemieszczenia kątowego, jest wektorem osiowym.
Wymiarem prędkości kątowej jest rad/s.
Obrót ze stałą prędkością kątową nazywa się jednostajnym, gdzie ω = φ/t.
Rotację jednostajną można scharakteryzować okresem rotacji T, przez który rozumie się czas, w którym ciało wykonuje jeden obrót, czyli wykonuje obrót o kąt 2π. Ponieważ przedział czasu Δt = T odpowiada kątowi obrotu Δφ = 2π, to
(20)
Liczba obrotów na jednostkę czasu ν jest oczywiście równa:
(21)
Wartość ν mierzy się w hercach (Hz). Jeden herc to jeden obrót na sekundę, czyli 2π rad/s.
Pojęcia okresu obrotu i liczby obrotów w jednostce czasu można zachować także dla rotacji nierównomiernej, rozumiejąc przez wartość chwilową T czas, w którym ciało dokonałoby jednego obrotu, gdyby obracało się równomiernie z zadaną wartością chwilową prędkości kątowej, a ν oznacza liczbę obrotów, jakie ciało wykonałoby w jednostce czasu w podobnych warunkach.
Jeśli prędkość kątowa zmienia się w czasie, wówczas obrót nazywa się nierównomiernym. W tym wypadku wpisz przyspieszenie kątowe w taki sam sposób, w jaki wprowadzono przyspieszenie liniowe dla ruchu prostoliniowego. Przyspieszenie kątowe to zmiana prędkości kątowej w jednostce czasu, obliczana jako pochodna prędkości kątowej po czasie lub druga pochodna przemieszczenia kątowego po czasie:
(22)
Podobnie jak prędkość kątowa, przyspieszenie kątowe jest wielkością wektorową. Wektor przyspieszenia kątowego jest wektorem osiowym, w przypadku przyspieszonego obrotu jest skierowany w tym samym kierunku co wektor prędkości kątowej (rys. 14); w przypadku wolnych obrotów wektor przyspieszenia kątowego jest skierowany przeciwnie do wektora prędkości kątowej.
Przy jednostajnie zmiennym ruchu obrotowym zachodzą zależności podobne do wzorów (10) i (11), które opisują ruch jednostajnie zmienny prostoliniowy:
ω = ω 0 ± εt,
.
Ruch po okręgu jest szczególnym przypadkiem ruchu krzywoliniowego. Prędkość ciała w dowolnym punkcie krzywoliniowej trajektorii jest do niego skierowana stycznie (ryc. 2.1). W tym przypadku prędkość jako wektor może zmieniać się zarówno pod względem wielkości (wielkości), jak i kierunku. Jeśli moduł prędkości 
pozostaje niezmieniona, wtedy mówimy jednostajny ruch krzywoliniowy.
Niech ciało porusza się po okręgu ze stałą prędkością od punktu 1 do punktu 2.
W tym przypadku ciało przebędzie drogę równą długości łuku ℓ 12 między punktami 1 i 2 w czasie t. W tym samym czasie wektor promienia R poprowadzony od środka okręgu 0 do punktu obróci się o kąt Δφ.
Wektor prędkości w punkcie 2 różni się od wektora prędkości w punkcie 1 o kierunek o wartość ΔV:
;
Aby scharakteryzować zmianę wektora prędkości wartością δv, wprowadzamy przyspieszenie:
(2.4)
Wektor 
w dowolnym punkcie trajektorii skierowanej wzdłuż promienia Rк Centrum okrąg prostopadły do wektora prędkości V 2. Dlatego przyspieszenie 
, który charakteryzuje zmianę prędkości podczas ruchu krzywoliniowego 
w kierunku nazywa się dośrodkowy lub normalny. Zatem ruch punktu po okręgu ze stałą prędkością bezwzględną wynosi przyśpieszony.
Jeśli prędkość 
zmienia się nie tylko kierunek, ale także moduł (wielkość), to dodatkowo do normalnego przyspieszenia 
też przedstawiają styczna (styczna) przyśpieszenie 
, który charakteryzuje zmianę prędkości w wielkości:
Lub 
Skierowany wektor 
wzdłuż stycznej w dowolnym punkcie trajektorii (tj. pokrywa się z kierunkiem wektora). 
). Kąt między wektorami 
I 
równa się 90 0.
Całkowite przyspieszenie punktu poruszającego się po zakrzywionej drodze definiuje się jako sumę wektorów (rys. 2.1.).
.
Moduł wektorowy 
.
Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe
Kiedy punkt materialny się porusza obwodowo Wektor promienia R, poprowadzony od środka okręgu O do punktu, obraca się o kąt Δφ (ryc. 2.1). Aby scharakteryzować obrót, wprowadzono pojęcia prędkości kątowej ω i przyspieszenia kątowego ε.
Kąt φ można mierzyć w radianach. 1 rad jest równy kątowi opartemu na łuku ℓ równym promieniowi R koła, tj.
Lub ℓ
12
=
Rφ
(2.5.)
Zróżniczkujmy równanie (2.5.)
(2.6.)
Wartość dℓ/dt=V chwilowa. Nazywa się wielkość ω =dφ/dt prędkość kątowa(mierzone w rad/s). Uzyskajmy zależność pomiędzy prędkościami liniowymi i kątowymi:
Wielkość ω jest wektorem. Kierunek wektora 
określony reguła śruby: pokrywa się z kierunkiem ruchu ślimaka, zorientowanym wzdłuż osi obrotu punktu lub korpusu i obróconym w kierunku obrotu korpusu (rys. 2.2), tj. 
.
Przyspieszenie kątowe
zwana pochodną wielkości wektorowej prędkości kątowej (chwilowe przyspieszenie kątowe)
,
(2.8.)
Wektor 
pokrywa się z osią obrotu i jest skierowany w tym samym kierunku co wektor 
, jeśli obrót jest przyspieszony, i w przeciwnym kierunku, jeśli obrót jest wolny.
PrędkośćNnazywa się ciała na jednostkę czasuprędkość obrotowa .
Nazywa się czas T jednego pełnego obrotu ciałaokres rotacji . W którejRopisuje kąt Δφ=2π radianów
Powiedziawszy to
,
(2.9)
Równanie (2.8) można zapisać w następujący sposób:
(2.10)
Następnie styczna składowa przyspieszenia
i =R(2.11)
Przyspieszenie normalne a n można wyrazić w następujący sposób:
biorąc pod uwagę (2.7) i (2.9)
(2.12)
Potem pełne przyspieszenie.
Dla ruchu obrotowego ze stałym przyspieszeniem kątowym równanie kinematyki możemy zapisać analogicznie do równań (2.1) – (2.3) dla ruchu postępowego:
,
.
1.Jednolity ruch po okręgu
2. Prędkość kątowa ruchu obrotowego.
3. Okres rotacji.
4. Prędkość obrotowa.
5. Zależność prędkości liniowej od prędkości kątowej.
6.Przyspieszenie dośrodkowe.
7. Równie naprzemienny ruch po okręgu.
8. Przyspieszenie kątowe w ruchu jednostajnym po okręgu.
9.Przyspieszenie styczne.
10. Prawo ruchu jednostajnie przyspieszonego po okręgu.
11. Średnia prędkość kątowa w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu.
12. Wzory ustalające zależność pomiędzy prędkością kątową, przyspieszeniem kątowym i kątem obrotu w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu.
1.Jednolity ruch po okręgu– ruch, w którym punkt materialny przechodzi przez równe odcinki łuku kołowego w równych odstępach czasu, tj. punkt porusza się po okręgu ze stałą prędkością bezwzględną. W tym przypadku prędkość jest równa stosunkowi łuku okręgu, po którym porusza się punkt, do czasu ruchu, tj.
i nazywa się prędkością liniową ruchu po okręgu.
Podobnie jak w ruchu krzywoliniowym wektor prędkości jest skierowany stycznie do okręgu w kierunku ruchu (rys. 25).
2. Prędkość kątowa w ruchu jednostajnym po okręgu– stosunek kąta obrotu promienia do czasu obrotu:
W ruchu jednostajnym po okręgu prędkość kątowa jest stała. W układzie SI prędkość kątową mierzy się w (rad/s). Jeden radian - rad to kąt środkowy oparty na łuku okręgu o długości równej promieniowi. Pełny kąt zawiera radiany, tj. na obrót promień obraca się o kąt radianów.
3. Okres rotacji– przedział czasu T, w którym punkt materialny wykonuje jeden pełny obrót. W układzie SI okres mierzony jest w sekundach.
4. Częstotliwość rotacji– liczba obrotów wykonanych w ciągu jednej sekundy. W układzie SI częstotliwość mierzy się w hercach (1 Hz = 1). Jeden herc to częstotliwość, z jaką jeden obrót jest wykonywany w ciągu jednej sekundy. Łatwo to sobie wyobrazić
Jeżeli w czasie t punkt wykona n obrotów wokół okręgu, to .
Znając okres i częstotliwość obrotu, prędkość kątową można obliczyć ze wzoru:
5 Zależność prędkości liniowej od prędkości kątowej. Długość łuku koła jest równa kątowi środkowemu, wyrażonemu w radianach, czyli promieniowi okręgu leżącego naprzeciw łuku. Teraz zapisujemy prędkość liniową w postaci
Często wygodnie jest używać wzorów: lub Prędkość kątowa jest często nazywana częstotliwością cykliczną, a częstotliwość nazywana jest częstotliwością liniową.
6. Przyspieszenie dośrodkowe. W ruchu jednostajnym po okręgu moduł prędkości pozostaje niezmieniony, ale jego kierunek stale się zmienia (rys. 26). Oznacza to, że ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu doświadcza przyspieszenia, które jest skierowane do środka i nazywa się przyspieszeniem dośrodkowym.
Niech w pewnym czasie przebędzie odległość równą łukowi koła. Przesuńmy wektor, pozostawiając go równolegle do siebie, tak aby jego początek pokrywał się z początkiem wektora w punkcie B. Moduł zmiany prędkości jest równy , a moduł przyspieszenia dośrodkowego jest równy
Na rys. 26 trójkąty AOB i DVS są równoramienne, a kąty w wierzchołkach O i B są równe, podobnie jak kąty o wzajemnie prostopadłych bokach AO i OB. Oznacza to, że trójkąty AOB i DVS są podobne. Dlatego jeśli przedział czasu przyjmuje dowolnie małe wartości, wówczas łuk można w przybliżeniu uznać za równy cięciwie AB, tj. . Dlatego możemy napisać Biorąc pod uwagę, że VD = , OA = R otrzymujemy Mnożąc obie strony ostatniej równości przez , otrzymujemy dalej wyrażenie na moduł przyspieszenia dośrodkowego w ruchu jednostajnym po okręgu: . Biorąc pod uwagę, że otrzymujemy dwie często używane formuły:
Zatem w ruchu jednostajnym po okręgu wartość przyspieszenia dośrodkowego jest stała.
Łatwo zrozumieć, że w granicy pod kątem . Oznacza to, że kąty u podstawy DS trójkąta ICE dążą do wartości , a wektor zmiany prędkości staje się prostopadły do wektora prędkości, tj. skierowany promieniowo w stronę środka okręgu.
7. Równie naprzemienny ruch okrężny– ruch po okręgu, w którym prędkość kątowa zmienia się o tę samą wartość w równych odstępach czasu.
8. Przyspieszenie kątowe w ruchu jednostajnym po okręgu– stosunek zmiany prędkości kątowej do okresu czasu, w którym ta zmiana nastąpiła, tj.
gdzie początkowa wartość prędkości kątowej, końcowa wartość prędkości kątowej, przyspieszenia kątowego w układzie SI jest mierzona w . Z ostatniej równości otrzymujemy wzory na obliczenie prędkości kątowej
I jeśli .
Mnożąc obie strony tych równości przez i biorąc pod uwagę, że , otrzymujemy przyspieszenie styczne, tj. przyspieszenie skierowane stycznie do okręgu, otrzymujemy wzory na obliczenie prędkości liniowej:
I jeśli .
9. Przyspieszenie styczne liczbowo równy zmianie prędkości w jednostce czasu i skierowany wzdłuż stycznej do okręgu. Jeżeli >0, >0, to ruch jest równomiernie przyspieszany. Jeśli<0 и <0 – движение.
10. Prawo ruchu jednostajnie przyspieszonego po okręgu. Droga przebyta w czasie po okręgu w ruchu jednostajnie przyspieszonym obliczana jest ze wzoru:
Podstawiając , i redukując przez , otrzymujemy prawo ruchu jednostajnie przyspieszonego po okręgu:
Albo jeśli.
Jeśli ruch jest równomiernie powolny, tj.<0, то
11.Całkowite przyspieszenie w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu. W ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu przyspieszenie dośrodkowe rośnie z czasem, ponieważ Ze względu na przyspieszenie styczne prędkość liniowa wzrasta. Bardzo często przyspieszenie dośrodkowe nazywa się normalnym i oznacza się jako. Ponieważ całkowite przyspieszenie w danym momencie jest określone przez twierdzenie Pitagorasa (ryc. 27).
12. Średnia prędkość kątowa w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu. Średnia prędkość liniowa w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu jest równa . Podstawiając tutaj i redukując przez otrzymujemy
Jeśli następnie.
12. Wzory ustalające zależność pomiędzy prędkością kątową, przyspieszeniem kątowym i kątem obrotu w ruchu jednostajnie przyspieszonym po okręgu.
Podstawienie ilości , , , do wzoru
i redukując przez , otrzymujemy
Wykład 4. Dynamika.
1. Dynamika
2. Oddziaływanie ciał.
3. Bezwładność. Zasada bezwładności.
4. Pierwsze prawo Newtona.
5. Swobodny punkt materialny.
6. Inercyjny układ odniesienia.
7. Nieinercyjny układ odniesienia.
8. Zasada względności Galileusza.
9. Transformacje Galileusza.
11. Dodawanie sił.
13. Gęstość substancji.
14. Środek masy.
15. Drugie prawo Newtona.
16. Jednostka siły.
17. Trzecie prawo Newtona
1. Dynamika istnieje dział mechaniki zajmujący się badaniem ruchu mechanicznego w zależności od sił powodujących zmianę tego ruchu.
2.Interakcja ciał. Ciała mogą oddziaływać zarówno w bezpośrednim kontakcie, jak i na odległość poprzez specjalny rodzaj materii zwany polem fizycznym.
Na przykład wszystkie ciała przyciągają się do siebie i to przyciąganie odbywa się poprzez pole grawitacyjne, a siły przyciągania nazywane są grawitacyjnymi.
Ciała przenoszące ładunek elektryczny oddziałują poprzez pole elektryczne. Prądy elektryczne oddziałują poprzez pole magnetyczne. Siły te nazywane są elektromagnetycznymi.
Cząstki elementarne oddziałują poprzez pola jądrowe i siły te nazywane są nuklearnymi.
3.Bezwładność. W IV wieku. pne mi. Grecki filozof Arystoteles argumentował, że przyczyną ruchu ciała jest siła działająca na inne ciało lub ciała. Jednocześnie, zgodnie z ruchem Arystotelesa, stała siła nadaje ciału stałą prędkość, a wraz z ustaniem działania siły ruch ustaje.
W XVI wieku Włoski fizyk Galileo Galilei, przeprowadzając eksperymenty z ciałami toczącymi się po pochyłej płaszczyźnie i ze spadającymi ciałami, wykazał, że stała siła (w tym przypadku ciężar ciała) nadaje ciału przyspieszenie.
Zatem na podstawie eksperymentów Galileusz wykazał, że przyczyną przyspieszenia ciał jest siła. Przedstawmy rozumowanie Galileusza. Niech bardzo gładka piłka toczy się po gładkiej poziomej płaszczyźnie. Jeśli nic nie przeszkadza piłce, może ona toczyć się tak długo, jak to konieczne. Jeśli na ścieżkę piłki wyleje się cienką warstwę piasku, wkrótce się zatrzyma, ponieważ była pod wpływem siły tarcia piasku.
Galileusz doszedł więc do sformułowania zasady bezwładności, zgodnie z którą ciało materialne utrzymuje stan spoczynku, czyli jednostajny ruch prostoliniowy, jeśli nie działają na nie żadne siły zewnętrzne. Ta właściwość materii nazywana jest często bezwładnością, a ruch ciała bez wpływów zewnętrznych nazywa się ruchem bezwładności.
4. Pierwsze prawo Newtona. W 1687 roku w oparciu o zasadę bezwładności Galileusza Newton sformułował pierwszą zasadę dynamiki – pierwsze prawo Newtona:
Punkt materialny (ciało) znajduje się w stanie spoczynku lub jednostajnego ruchu liniowego, jeżeli nie działają na niego inne ciała lub siły działające od innych ciał równoważą się, tj. zrekompensowane.
5.Swobodny punkt materialny- punkt materialny, na który nie mają wpływu inne ciała. Czasami mówią - izolowany punkt materialny.
6. Inercyjny układ odniesienia (IRS)– układ odniesienia, względem którego izolowany punkt materialny porusza się prostoliniowo i równomiernie lub pozostaje w spoczynku.
Każdy układ odniesienia, który porusza się równomiernie i prostoliniowo względem ISO, jest bezwładny,
Podajmy inne sformułowanie pierwszego prawa Newtona: Istnieją układy odniesienia, względem których swobodny punkt materialny porusza się prostoliniowo i równomiernie lub pozostaje w spoczynku. Takie układy odniesienia nazywane są inercyjnymi. Pierwsza zasada Newtona jest często nazywana prawem bezwładności.
Pierwsze prawo Newtona można również sformułować w następujący sposób: każde ciało materialne opiera się zmianie swojej prędkości. Ta właściwość materii nazywa się bezwładnością.
Przejawy tego prawa spotykamy na co dzień w transporcie miejskim. Kiedy autobus nagle nabiera prędkości, jesteśmy dociskani do oparcia siedzenia. Gdy autobus zwalnia, nasze ciało wpada w poślizg w kierunku autobusu.
7. Nieinercyjny układ odniesienia – układ odniesienia, który porusza się nierównomiernie względem ISO.
Ciało, które względem ISO znajduje się w stanie spoczynku lub jednostajnego ruchu liniowego. Porusza się nierównomiernie względem nieinercjalnego układu odniesienia.
Każdy wirujący układ odniesienia jest nieinercyjnym układem odniesienia, ponieważ w tym układzie ciało doświadcza przyspieszenia dośrodkowego.
Nie ma organów w przyrodzie i technologii, które mogłyby służyć jako ISO. Na przykład Ziemia obraca się wokół własnej osi, a każde ciało na jej powierzchni doświadcza przyspieszenia dośrodkowego. Jednakże przez dość krótkie okresy czasu układ odniesienia związany z powierzchnią Ziemi można w pewnym przybliżeniu uznać za ISO.
8.Zasada względności Galileusza. ISO może zawierać tyle soli, ile chcesz. Powstaje zatem pytanie: jak wyglądają te same zjawiska mechaniczne w różnych ISO? Czy można za pomocą zjawisk mechanicznych wykryć ruch ISO, w którym są obserwowane?
Odpowiedzi na te pytania udziela zasada względności mechaniki klasycznej, odkryta przez Galileusza.
Znaczenie zasady względności mechaniki klasycznej polega na stwierdzeniu: wszystkie zjawiska mechaniczne przebiegają dokładnie w ten sam sposób we wszystkich inercjalnych układach odniesienia.
Zasadę tę można sformułować następująco: wszystkie prawa mechaniki klasycznej wyrażają się tymi samymi wzorami matematycznymi. Innymi słowy, żadne eksperymenty mechaniczne nie pomogą nam wykryć ruchu ISO. Oznacza to, że próba wykrycia ruchu ISO nie ma sensu.
Przejawy zasady względności spotkaliśmy podróżując pociągami. W momencie, gdy nasz pociąg stoi na stacji, a stojący na sąsiednim torze pociąg powoli zaczyna się poruszać, wtedy w pierwszych chwilach wydaje nam się, że nasz pociąg jedzie. Ale zdarza się też na odwrót, gdy nasz pociąg płynnie nabiera prędkości, wydaje nam się, że sąsiedni pociąg ruszył.
W powyższym przykładzie zasada względności objawia się w małych odstępach czasu. Wraz ze wzrostem prędkości zaczynamy odczuwać wstrząsy i kołysanie samochodu, czyli nasz układ odniesienia staje się nieinercyjny.
Zatem próba wykrycia ruchu ISO jest bezcelowa. W związku z tym jest całkowicie obojętne, które ISO uważa się za stacjonarne, a które za ruchome.
9. Transformacje Galileusza. Niech dwa ISO poruszają się względem siebie z prędkością. Zgodnie z zasadą względności możemy założyć, że ISO K jest nieruchome, a ISO porusza się stosunkowo ze stosunkowo dużą prędkością. Dla uproszczenia zakładamy, że odpowiednie osie współrzędnych układów i są równoległe, a osie i pokrywają się. Niech systemy zbiegają się w momencie początku, a ruch odbywa się wzdłuż osi i , tj. (ryc. 28)
