Силы инерции

1. Силы инерции

В неинерциальных системах отсчёта
ma Fвзаимодействия Fинерции
Поступательная сила инерции:
ИСО земля
a
T
mg
ma T mg
Fпост maсо
НСО вагон
a 0
T
aсо
Fпост
mg
0 Fпост T mg

2. Центробежная сила инерции

Fцб m , r , m n
n
Fцб

3.

Эффективное ускорение свободного падения
Fцб m 2 R cos m 2 r
r
g гр
Fцб
g эф
aцб
R
g гравитационное:
на полюсе – 9,83 м/с2
на экваторе – 9,81 м/с2
g эффективное:
на полюсе – 9,83 м/с2
на экваторе – 9,78 м/с2
Среднее значение:
gср=9,81 м/с2

4. Кориолисова сила инерции

Fкор
v'
v'
Fкор
Fкор 2m v ',
v ' - скорость тела
в неинерциальной
системе отсчёта.
Fкор
v'

5. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна

I. Принцип относительности:
Все физические явления протекают одинаковым
образом во всех инерциальных системах отсчёта; все
законы природы и уравнения, их описывающие,
инвариантны, т.е. не меняются, при переходе от одной
инерциальной системы отсчёта к другой.
Другими словами, все инерциальные системы отсчёта
эквивалентны (неразличимы) по своим физическим
свойствам; никакими ответами нельзя выделить одну из них
как предпочтительную. Этот постулат представляет собой
обобщение принципа относительности.

6.

II. Принцип инвариантности скорости света:
Скорость света в вакууме не зависит от движения
источника света и одинакова во всех направлениях. Это
значит, что скорость света в вакууме одинакова во всех
инерциальных системах отсчёта.

7. Равенство поперечных размеров тел

Y' K' V
Y
y'
y
O'
K
В системе К и K вдоль
осей Oy и
'
установлены
стержни, являющиеся
Oy '
эталонами метра.
В момент совпадения осей Oy и
соответсвии
Ox ' y yв '
принципом относительности.
y y'
O
X,X '
с

8. Лоренцево замедление времени

K
B
c
l
B '' В
K’
системе
отсчёта
световые часы неподвижны.
Их период:
B'
V
t
2
K'
V
K
t
V
2
A
l
A'
2l
t
c
A ''
O
O'
X,X '
V t
l t
l
2
2
2
В K системе отсчёта:
t
2l
V
c 1
c
2
t0
V
1
c
2
2
2

9. Лоренцево сокращение длины

В K системе отсчёта
стержня: l V t0
Y K
Y' K'
длина
K ' часы
Для наблюдателя в системе
движутся со скоростью
V
V
l0 V t
X'
l t0
V
1
l0
t
c
X
l l0
V
1
c
2
2

10. Интервал между событиями 1 и 2

S12 c 2t122 l122 inv
l12 ct12
I. Пространственноподобный интервал
Можно найти такую К’ систему отсчёта, в которой оба
2 2
2
2
события происходят одновременно t '12 0 c t12 l12 l '12
II. Времениподобный интервал ct12 l12
Можно найти такую К’ систему отсчёта, в которой оба
2 2
2
2 2
l
'
0
события происходят в одной точке
12 c t12 l12 c t '12
III. Светоподобный интервал
События,
разделённые
светоподобными интервалами
связаны друг с другом.
ct12 l12
времениподобными
и
могут
l12
ct12 быть причинно-

11.

t
абсолютное ct l
будущее
абсолютно
A
абсолютное
X
прошлое
Y
удалённое

12. Преобразования Лоренца

Y K
Y' K'
V
A
O
O'
X,X '
Система отсчёта K ' движется
относительно системы отсчёта
K со скоростью V. За начало
отсчёта времени в обеих
системах
отсчёта
выбран
момент, когда O и O '
совпадают.
В К системе отсчёта
длина отрезка OА:'
V2
x Vt x ' 1 2
c
В K ' системе отсчёта
длина отрезка ОА:
V2
x ' Vt x 1 2
c

13. Преобразования Лоренца

x'
x Vt
V
1
c
2
x
x ' Vt '
V
1
c
y' y
y y'
z' z
z z'
xV
t 2
c
t'
2
V
1
c
2
x 'V
t ' 2
c
t
2
V
1
c

14. Преобразование скорости

Y K
Y' K'
V
dx ' dx ' dt
v 'x '
dt ' dt ' dt
dx dx dt '
vx
dt dt dt '
O
O'
vx V
v 'x'
v xV
1 2
c
v ' x V
vx
v ' x V
1 2
c
X,X '
V
vy 1
c
v 'y '
v xV
1 2
c
V
v ' y 1
c
vy
v ' x V
1 2
c
2
v ' v ' 2x v ' 2y
2
v v x2 v y2

15. Основное уравнение релятивистской динамики

dp
F
dt
Релятивистский импульс частицы
p
m0 v
v
1
c
2

16. Кинетическая энергия релятивистской частицы

1
1
2
Ek m0 c2
v
1
c
Энергия покоя
Ek m0c 2
Полная энергия релятивистской частицы
Ek
m0 c2
v
1
c
2