Meccanica tecnica. Cos'è l'inerzia? Il significato della parola "inerzia"

FORZA D'INERZIA

Una quantità vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa m di un punto materiale per la sua w e diretta in direzione opposta all'accelerazione. Con movimento curvilineo di S. e. può essere scomposto in una tangente, o componente tangenziale Jt, diretta opposta alle tangenti. l'accelerazione wt, e la componente normale Jn, diretta lungo la normale alla traiettoria dal centro di curvatura; numericamente Jt=mwt, Jn=mv2/r, dove v sono punti, r è il raggio di curvatura della traiettoria. Quando si studia il movimento in relazione al sistema di riferimento inerziale di S. e. vengono introdotti per avere un'opportunità formale per comporre le equazioni della dinamica sotto forma di equazioni della statica più semplici (vedi). Il concetto di S. e. viene introdotto anche quando si studia il moto relativo. In questo caso, unendo le forze di interazione con altri corpi del sistema che agiscono su un punto materiale - il portatile Jper e la forza di Coriolis Jcore - consente di compilare l'equazione del moto di questo punto in un punto in movimento (non inerziale) sistema di riferimento allo stesso modo di un sistema inerziale.

Dizionario enciclopedico fisico. - M.: Enciclopedia sovietica. . 1983 .

FORZA D'INERZIA

Quantità vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa T punto materiale sulla sua accelerazione w e diretto in senso opposto all'accelerazione. Con movimento curvilineo di S. e. può essere scomposto in una componente tangente, o tangenziale, diretta opposta alla tangente. accelerazione e la componente normale, o centrifuga, diretta lungo il cap. normali della traiettoria dal centro di curvatura; numericamente , , dove v- la velocità del punto è il raggio di curvatura della traiettoria. Quando si studia il movimento in relazione a sistema di riferimento inerziale Sabbia. vengono introdotti per avere un'opportunità formale per comporre le equazioni della dinamica sotto forma di equazioni della statica più semplici (vedi. D "Principio di Alembert, Cinetostatica).

Il concetto di S. e. viene introdotto anche durante lo studio movimento relativo. In questo caso, sommando alle forze di interazione con altri corpi agenti sul punto materiale, si aggiunge la forza di trasferimento J nep e Forza di Coriolis inerzia, Targ.

Enciclopedia fisica. In 5 volumi. - M.: Enciclopedia sovietica. Caporedattore A. M. Prokhorov. 1988 .

Scopri cos'è "POTENZA D'INERZIA" in altri dizionari:

- (anche forza inerziale) termine ampiamente utilizzato in significati diversi V scienze esatte, e anche, come metafora, nella filosofia, nella storia, nel giornalismo e finzione. Nelle scienze esatte, la forza inerziale è solitamente un concetto... Wikipedia

Enciclopedia moderna

Una quantità vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa m di un punto materiale per il modulo della sua accelerazione? e diretto in senso opposto all'accelerazione... Grande Dizionario enciclopedico

forza d'inerzia- Una quantità vettoriale il cui modulo è uguale al prodotto della massa di un punto materiale per il modulo della sua accelerazione ed è diretto opposto a questa accelerazione. [Raccolta di termini consigliati. Numero 102. Meccanica teorica. Accademia delle Scienze dell'URSS. Comitato… … Guida del traduttore tecnico

Forza d'inerzia- FORZA D'INERZIA, grandezza vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa m di un punto materiale per la sua accelerazione u e diretta in senso opposto all'accelerazione. Sorge a causa della non inerzialità del sistema di riferimento (rotazione o movimento rettilineo Con… … Dizionario enciclopedico illustrato

forza d'inerzia- inercijos jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vektorinis dydis, lygus materialiojo taško arba kūno masės ir pagreičio sandaugai; kryptis priešinga pagreičiui. atikmenys: ingl. forza d'inerzia vok. Trägheitskraft, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Una quantità vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa m di un punto materiale e l'entità della sua accelerazione w e diretta in direzione opposta all'accelerazione. * * * FORZA D'INERZIA FORZA D'INERZIA, grandezza vettoriale numericamente uguale al prodotto della massa m del materiale... ... Dizionario enciclopedico

forza d'inerzia- inercijos jėga statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. forza d'inerzia vok. Trägheitskraft, f rus. forza d'inerzia, f pranc. force d inertie, f … Automatikos terminų žodynas

forza d'inerzia- inercijos jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. forza d'inerzia vok. Trägheitskraft, f rus. forza d'inerzia, f pranc. force d’inertie, f … Fizikos terminų žodynas

forza d'inerzia- una quantità numericamente uguale al prodotto della massa di un corpo e della sua accelerazione e diretta opposta all'accelerazione; Vedi anche: Forza attrito forza forza leggera forza di trazione forza di attrito interno... Dizionario Enciclopedico di Metallurgia

Le leggi di Newton sono soddisfatte solo in sistemi di riferimento inerziali. Rispetto a tutti i sistemi inerziali, questo corpo si muove con la stessa accelerazione w. Qualsiasi sistema di riferimento non inerziale si muove rispetto ai sistemi inerziali con una certa accelerazione, quindi l'accelerazione del corpo nel sistema di riferimento non inerziale sarà uguale a. Indichiamo la differenza tra le accelerazioni del corpo e quelle inerziali e sistemi non inerziali dal simbolo a:

Per un sistema di riferimento non inerziale in movimento traslazionale, a è lo stesso per tutti i punti nello spazio e rappresenta l'accelerazione del sistema di riferimento non inerziale. Per un sistema rotante non inerziale, a sarà diverso in diversi punti dello spazio, dove è il raggio vettore che determina la posizione del punto rispetto al sistema di riferimento non inerziale).

Sia la risultante di tutte le forze causate dall'azione di altri corpi su un dato corpo uguale a F. Allora, secondo la seconda legge di Newton, l'accelerazione del corpo rispetto a qualsiasi sistema di riferimento inerziale è uguale a

L'accelerazione di un corpo rispetto ad un sistema non inerziale può, secondo la (32.1), essere rappresentata nella forma.

Ne consegue che anche quando il corpo si muoverà rispetto al sistema di riferimento non inerziale con accelerazione - a, cioè come se su di esso agisse una forza pari a .

Ciò significa che quando si descrive il movimento in sistemi di riferimento non inerziali, si possono usare le equazioni di Newton se, insieme alle forze causate dall'influenza reciproca dei corpi, si tengono conto delle cosiddette forze e inerzia che dovrebbero essere assunte uguale al prodotto massa di un corpo mediante la differenza delle sue accelerazioni prese con segno opposto rispetto ai sistemi di riferimento inerziale e non inerziale:

Di conseguenza, l'equazione della seconda legge di Newton in un sistema di riferimento non inerziale avrà la forma

Chiariamo la nostra affermazione con il seguente esempio. Consideriamo un carrello a cui è fissata una staffa, alla quale è sospesa una palla a un filo (Fig. 32.1). Mentre il carrello è fermo o si muove senza accelerazione, il filo si trova verticalmente e la forza di gravità P è bilanciata dalla reazione del filo. Ora mettiamo il carrello in movimento traslatorio e accelerazione a. Il filo devierà dalla verticale con un angolo tale che la forza risultante imprime alla pallina un'accelerazione pari a . Rispetto al sistema di riferimento associato al carrello, la palla è ferma, nonostante il fatto che le forze risultanti siano diverse da quelle di Kool. La mancata accelerazione della palla rispetto a questo sistema di riferimento può essere formalmente spiegata dal fatto che, oltre alle forze P e F, che sono uguali in somma, sulla palla agisce anche una forza inerziale

L'introduzione delle forze inerziali rende possibile descrivere il movimento dei corpi in qualsiasi sistema di riferimento (sia inerziale che non inerziale) utilizzando le stesse equazioni del moto.

Dovrebbe essere chiaro che le forze inerziali non possono essere messe alla pari con forze come forze elastiche, gravitazionali e forze di attrito, cioè forze causate dall'influenza di altri corpi sul corpo. I segnali di inerzia sono determinati dalle proprietà del sistema di riferimento in cui vengono considerati i fenomeni meccanici. In questo senso, possono essere chiamate forze fittizie.

L'introduzione delle forze d'inerzia non è fondamentalmente necessaria. In linea di principio, qualsiasi movimento può sempre essere considerato in relazione ad un sistema di riferimento inerziale. Tuttavia, in pratica, spesso è il movimento dei corpi rispetto a sistemi di riferimento non inerziali, ad esempio rispetto alla superficie terrestre, ad interessare.

L'uso delle forze inerziali consente di risolvere il problema corrispondente direttamente in relazione a tale sistema di riferimento, il che spesso risulta essere molto più semplice che considerare il movimento in un sistema inerziale.

Una proprietà caratteristica delle forze inerziali è la loro proporzionalità alla massa del corpo. Grazie a questa proprietà le forze inerziali risultano simili alle forze gravitazionali. Immaginiamo di essere in un posto lontano da tutti corpi esterni una cabina chiusa che si muove con accelerazione g in una direzione che chiameremo “alto” (Fig. 32.2). Allora tutti i corpi che si trovano all'interno della cabina si comporteranno come se fossero colpiti da una forza inerziale -mg. In particolare, una molla, alla cui estremità è sospeso un corpo di massa m, si allungherà in modo che la forza elastica controbilanci la forza inerziale -mg. Tuttavia, gli stessi fenomeni si sarebbero osservati se la cabina fosse stata ferma e situata vicino alla superficie della Terra. Senza la possibilità di “guardare” fuori dalla cabina, nessun esperimento effettuato all’interno della cabina permetterebbe di stabilire quale sia la forza -mg dovuta al movimento accelerato della cabina o all’azione campo gravitazionale Terra. Su questa base discutono dell'equivalenza delle forze di inerzia e gravità. Questa equivalenza si trova nella teoria generale della relatività di Einstein.

forza d"inerzia. In altre lingue il nome forza indica più chiaramente la sua fittizia: in tedesco. Scheinkraefte(“forza immaginaria”, “apparente”, “apparente”, “falsa”, “fittizia”), in inglese inglese. pseudoforza("pseudo-forza") o inglese. forza fittizia(“potere fittizio”). Meno comunemente usati in inglese sono i nomi “d’Alembert’s force” (ing. forza d'Alembert) e “forza d'inerzia” (ing. forza d'inerzia ).

La varietà dei nomi è spiegata dal fatto che in russo il termine “forza d’inerzia” viene usato per descrivere tre diverse forze:

Come risultato dell’ambiguità del termine, “è nata una confusione che continua ancora oggi, e ci sono controversie in corso sulla questione se le forze inerziali siano reali o irreali (fittizie) e se abbiano una controazione”.

Oltre al nome, tutti i significati del termine sono accomunati anche da una quantità vettoriale. È uguale al prodotto della massa del corpo per la sua accelerazione ed è diretto in direzione opposta all'accelerazione. Brevi definizioni le forze inerziali a volte riflettono questo proprietà generale tutti i significati del termine:

Una quantità vettoriale uguale al prodotto della massa di un punto materiale e della sua accelerazione e diretta in senso opposto all'accelerazione è chiamata forza inerziale.

Forze reali e fittizie

La letteratura utilizza anche i termini forze “fittizie” e “reali” (quest’ultimo termine è usato raramente nella letteratura in lingua russa). Diversi autori attribuiscono significati diversi a queste parole:

A seconda della definizione scelta, le forze d'inerzia risultano reali o fittizie, pertanto alcuni autori ritengono infruttuoso l'uso di tale terminologia e raccomandano semplicemente di evitarlo in processo educativo.

Poteri

Forza - vettore quantità fisica, che è una misura dell'intensità dell'influenza di altri corpi o campi su un dato corpo. Una forza applicata ad un corpo massiccio provoca un cambiamento nella sua velocità o il verificarsi di deformazioni in esso. La forza, come grandezza vettoriale, è caratterizzata dal modulo, dalla direzione e dal “punto” di applicazione della forza.

La prima legge di Newton

La prima legge di Newton introduce il concetto di sistemi di riferimento inerziali, e dà luogo a parlare di sistemi di riferimento non inerziali:

Esistono sistemi di riferimento rispetto ai quali un punto materiale è in assenza influenze esterne(o con la loro reciproca compensazione) mantengono uno stato di quiete o di moto rettilineo uniforme.

Seconda legge di Newton

Consiste nell'affermazione che esiste una proporzionalità diretta tra la forza e l'accelerazione da essa provocata, che si scrive come:

Qui lo scalare incluso nel coefficiente di proporzionalità è la massa inerziale.

È stato dimostrato sperimentalmente che per qualsiasi corpo la massa è inclusa nell'espressione della Seconda Legge di Newton e nella sua legge Gravità universale, sono del tutto equivalenti:

L'uguaglianza delle masse inerziali e inerziali è, come discusso nella Teoria della Relatività Speciale, una proprietà fondamentale dello spaziotempo. La sua considerazione va oltre il quadro della meccanica classica.

Pertanto, al di sotto del peso corporeo verrà indicato senza indici come.

Il corpo in questione dotato di massa (più precisamente massa inerziale) acquisisce un'accelerazione diversa da zero nello stesso momento quando una forza comincia ad agire su di esso (Seconda Legge di Newton:). È però anche vero che ci vuole del tempo per raggiungere una velocità diversa da zero, secondo la definizione di impulso di forza: . O, in altre parole, la velocità di un corpo non cambia da sola, senza motivo, ma comincia a cambiare subito, mentre una forza inizia ad agire su di lui. Pertanto, non esiste alcuna base per introdurre idee su una qualsiasi resistenza all’influenza o su qualche “proprietà dell’inerzia”.

È generalmente accettato che la Seconda Legge sia valida solo nei sistemi di riferimento inerziali e non sia soddisfatta nei sistemi non inerziali. Tenendo conto del fatto che i sistemi inerziali sono fondamentalmente irrealizzabili, sarebbe logico ritenere che anche la Seconda Legge non sarà mai soddisfatta. Tuttavia, l'idea alla base è la proporzionalità dell'accelerazione ricevuta dal corpo tutti, le forze che agiscono su di esso, indipendentemente dalla loro origine, consente, tenendo conto delle forze d'inerzia “fittizie”, di estendere l'azione dell'assiomatica newtoniana alla meccanica dei movimenti reali di corpi reali.

Come altre affermazioni soggette a verifica sperimentale, la Seconda Legge può essere vera solo se le quantità in essa incluse possono essere misurate indipendentemente, ciascuna separatamente. La moderna tecnologia sperimentale fornisce una precisione piuttosto elevata delle misurazioni di forza, massa e accelerazione. Queste misurazioni confermano invariabilmente sperimentalmente (nell'ambito della meccanica classica) la validità della citata estrapolazione della Seconda Legge.

La terza legge di Newton

Sostiene che le forze che agiscono da un corpo a un altro hanno sempre la natura dell'interazione, cioè se il primo corpo cambia la velocità del secondo, allora anche il secondo cambia la velocità del primo. Allo stesso tempo, in qualsiasi tipo di interazione di forza e indipendentemente dal fatto che la distanza tra i corpi cambi o che si muovano, la condizione è sempre soddisfatta:

Cioè, le accelerazioni impartite tra loro dai corpi, durante l'interazione di due corpi, sono dirette l'una verso l'altro e sono inversamente proporzionali alle masse dei corpi.

Introducendo nell'espressione (4) la definizione della massa inerziale dei corpi della Seconda Legge, arriviamo alla notazione generalmente accettata della terza legge di Newton nella sua stessa formulazione:

Un'azione ha sempre una reazione uguale e contraria, altrimenti: le interazioni di due corpi tra loro sono uguali e dirette in direzioni opposte

La meccanica newtoniana è invariante rispetto alla freccia del tempo: consente il movimento dei corpi sia in sequenza diretta che inversa rispetto al tempo. Ciò è espresso nella Terza Legge, che implica il verificarsi simultaneo di forza di azione e forza di reazione, indipendentemente dallo sfondo del processo fisico descritto.

Tuttavia, in natura esiste un ordine di causa-effetto tra gli eventi che si verificano, per cui si trovano in una certa sequenza nel tempo (su scala cosmica, potrebbe non esistere una relazione di causa-effetto a causa del finito velocità di propagazione di qualsiasi interazione di forza, che è il punto di partenza della teoria della relatività ristretta). E quindi, quando due corpi interagiscono, sembra logico che quello che ha subito l'accelerazione generata dall'azione dell'altro sia da considerarsi passivo, cioè accelerato, e l'altro è attivo, cioè accelerando. .

Dal punto di vista dell'analisi della dinamica del movimento, è importante sapere in quale dei due sistemi considerati di seguito si trova l'osservatore (apparecchio di registrazione) e, soprattutto, sapere (se l'osservatore si trova nel secondo sistema in movimento ) se questo sistema è inerziale o meno.

Forze d'inerzia newtoniane

Alcuni autori usano il termine "forza inerziale" per riferirsi alla forza di reazione della terza legge di Newton. Il concetto fu introdotto da Newton nei suoi “Principi matematici di filosofia naturale”: “La forza innata della materia è il potere di resistenza in essa inerente, per cui ogni singolo corpo, in quanto abbandonato a se stesso, mantiene il suo stato di quiete o moto rettilineo uniforme”, e il termine “forza d’inerzia” fu, secondo Eulero, usato per la prima volta in questo significato da Keplero (con riferimento a E. L. Nikolai).

Per denotare questa forza di reazione, alcuni autori propongono di utilizzare il termine “forza inerziale newtoniana” per evitare confusione con le forze fittizie utilizzate nei calcoli in sistemi di riferimento non inerziali e quando si utilizza il principio di d’Alembert.

Un’eco della scelta di Newton della parola “resistenza” per descrivere l’inerzia è anche l’idea di una certa forza che presumibilmente realizza questa proprietà nella forma resistenza cambiamenti nei parametri di movimento. A questo proposito Maxwell notava che si potrebbe anche dire che il caffè resiste a diventare dolce, poiché non lo diventa da solo, ma solo dopo che gli viene aggiunto lo zucchero.

Esistenza di sistemi di riferimento inerziali

Newton partiva dal presupposto che esistano sistemi di riferimento inerziali e tra questi sistemi ce n'è uno più preferibile (Newton stesso lo associava all'etere, che riempie tutto lo spazio). Ulteriori sviluppi la fisica ha dimostrato che tale sistema non esiste, ma ciò ha portato alla necessità di andare oltre la fisica classica. Inoltre, la presenza di un campo gravitazionale onnipresente, dal quale non vi è alcuna protezione, esclude in linea di principio la possibilità di attuare i sistemi di riferimento specificati nella Prima Legge, che rimangono solo un'astrazione, la cui accettazione è associata all'assunzione consapevole di errori nel risultato risultante.

Moto inerziale FR

Effettuando una banale operazione matematica nell'espressione della terza legge di Newton (5) e spostando il termine dal membro destro a quello sinistro, otteniamo una notazione matematicamente impeccabile:

Da un punto di vista fisico, la somma dei vettori forza dà come risultato una forza risultante.

In questo caso, l’espressione (6) letta dal punto di vista della seconda legge di Newton significa, da un lato, che la risultante delle forze è pari a zero e, quindi, il sistema di questi due corpi non si muove accelerato. Non vengono qui espressi, invece, divieti sul movimento accelerato dei corpi stessi.

Il fatto è che il concetto di risultante sorge solo nel caso di valutazione dell'azione congiunta di più forze Stesso corpo. In questo caso, nonostante le forze siano uguali in grandezza e opposte in direzione, vengono applicate ad enti diversi e quindi, considerando separatamente ciascuno dei corpi considerati, non si equilibrano tra loro, poiché ciascuno dei corpi interagenti è influenzato solo da uno di loro. L'uguaglianza (6) non indica la neutralizzazione reciproca della loro azione per ciascuno degli organismi; parla del sistema nel suo insieme.

Un punto materiale in due sistemi di coordinate cartesiane: stazionario O, considerato inerziale, e mobile O"

L'equazione che esprime la seconda legge di Newton in un sistema di riferimento inerziale è usata ovunque:

Se esiste una risultante di tutte le forze reali che agiscono su un corpo, allora questa espressione, che è la notazione canonica della Seconda Legge, è semplicemente un'affermazione che l'accelerazione ricevuta dal corpo è proporzionale a questa forza e alla massa del corpo . Entrambe le espressioni che compaiono in ciascuna parte di questa uguaglianza si riferiscono allo stesso corpo.

Ma l'espressione (7) può essere, analogamente alla (6), riscritta come:

Per un osservatore esterno che si trova in un sistema inerziale e analizza l'accelerazione di un corpo, in base a quanto sopra, tale voce ha significato fisico solo se i termini sul lato sinistro dell'uguaglianza si riferiscono a forze che sorgono simultaneamente, ma si riferiscono a corpi diversi. E nella (8), il secondo termine a sinistra rappresenta una forza della stessa grandezza, ma diretta in senso opposto e applicata ad un altro corpo, cioè la forza, cioè

Nel caso in cui risulti opportuno dividere i corpi interagenti in accelerati e acceleranti e, per distinguere le forze poi agenti in base alla Terza Legge, quelle che agiscono dal corpo accelerato sul corpo accelerante si chiamano inerziali o “forze inerziali newtoniane”, che corrisponde alle espressioni di notazione (5) per la Terza Legge in nuove notazioni:

È importante che la forza d'azione del corpo in accelerazione sull'accelerato e la forza di inerzia abbiano la stessa origine e, se le masse dei corpi interagenti sono così vicine tra loro che le accelerazioni che ricevono sono comparabili in grandezza, allora l'introduzione della denominazione speciale “forza d'inerzia” è solo una conseguenza degli accordi raggiunti. È tanto condizionato quanto la divisione delle forze in azione e reazione stessa.

La situazione è diversa quando le masse di corpi interagenti sono incomparabili tra loro (una persona e il pavimento duro, spingendosi da cui cammina). In questo caso, la divisione dei corpi in acceleranti e accelerati diventa abbastanza chiara, e il corpo accelerante può essere considerato come una connessione meccanica che accelera il corpo, ma non è accelerato di per sé.

In un sistema di riferimento inerziale forza d'inerzia allegato non al corpo accelerato, ma alla connessione.

Forze d'inerzia di Eulero

Moto in FR non inerziale

Avendo differenziato due volte entrambi i membri dell'uguaglianza rispetto al tempo, otteniamo:

è l'accelerazione del corpo in CO inerziale, di seguito denominata accelerazione assoluta. è l'accelerazione del CO non inerziale nel CO inerziale, di seguito chiamata accelerazione di trasferimento. è l'accelerazione del corpo in FR non inerziale, di seguito chiamata accelerazione relativa.

È importante che questa accelerazione dipenda non solo dalla forza che agisce sul corpo, ma anche dall'accelerazione del sistema di riferimento in cui questo corpo si muove, e quindi, con una scelta arbitraria di questo FR, può avere un corrispondente arbitrario valore.

L'accelerazione relativa è abbastanza reale in un FR non inerziale, poiché la differenza tra due valori reali secondo (11) non può essere reale.

Moltiplichiamo entrambi i lati dell'equazione (11) per la massa corporea e otteniamo:

Secondo la seconda legge di Newton, formulata per i sistemi inerziali, il termine a sinistra è il risultato della moltiplicazione della massa per il vettore definito nel sistema inerziale, e quindi ad esso può essere associata una forza reale:

Questa è la forza che agisce sul corpo nel primo CO (inerziale), che chiameremo qui “forza assoluta”. Continua ad agire sul corpo con direzione e grandezza invariate in qualsiasi sistema di coordinate.

La seguente forza è definita come:

secondo le regole adottate per denominare i movimenti in corso, dovrebbe essere definito “portatile”.

È importante che l'accelerazione nel caso generale non abbia nulla a che fare con il corpo studiato, poiché è causata da quelle forze che agiscono solo sul corpo scelto come sistema di riferimento non inerziale. Ma la massa inclusa nell'espressione è la massa del corpo studiato. A causa dell’artificiosità dell’introduzione di tale forza, essa deve essere considerata una forza fittizia.

Spostando le espressioni per la forza assoluta e portatile sul lato sinistro dell'uguaglianza:

ed applicando le notazioni introdotte, otteniamo:

Da ciò è chiaro che a causa dell'accelerazione in nuovo sistema riferimento, sul corpo non agisce tutta la forza, ma solo la sua parte, che rimane dopo avergli sottratto la forza di trasferimento in modo che:

quindi dalla (15) si ottiene:

Secondo le convenzioni per la denominazione dei movimenti che si verificano, questa forza dovrebbe essere chiamata “relativa”. È questa forza che fa muovere il corpo in un sistema di coordinate non inerziale.

Il risultato ottenuto nella differenza tra forze “assolute” e “relative” è spiegato dal fatto che in un sistema non inerziale, oltre alla forza, una certa forza agiva inoltre sul corpo in modo tale che:

Questa forza è la forza di inerzia, applicata al movimento dei corpi in sistemi di riferimento non inerziali. Non ha nulla a che fare con l'azione delle forze reali sul corpo.

Allora dalle (17) e (18) otteniamo:

Cioè, la forza d'inerzia in FR non inerziale uguale in grandezza e opposta in direzione alla forza che causa il movimento accelerato di questo sistema. Lei allegato al corpo accelerato.

Questa forza non è, nella sua origine, il risultato dell'azione dei corpi e dei campi circostanti, ma nasce esclusivamente dal movimento accelerato del secondo sistema di riferimento rispetto al primo.

Tutte le quantità comprese nell'espressione (18) possono essere misurate indipendentemente l'una dall'altra, e quindi il segno uguale qui posto non significa altro che il riconoscimento della possibilità di estendere l'assiomatica di Newton, tenendo conto di tali “forze fittizie” (forze di inerzia) a moto in sistemi di riferimento non inerziali, e necessita quindi di conferma sperimentale. Nel quadro della fisica classica, ciò è effettivamente confermato.

La differenza tra le forze sta solo nel fatto che la seconda si osserva durante il movimento accelerato di un corpo in un sistema di coordinate non inerziale, e la prima corrisponde alla sua immobilità in questo sistema. Poiché l'immobilità è solo un caso estremo di movimento a bassa velocità, non esiste alcuna differenza fondamentale tra queste forze inerziali fittizie.

Esempio 2

Lascia che il secondo CO si muova a velocità costante o semplicemente sia immobile nel CO inerziale. Allora non c'è forza d'inerzia. Un corpo in movimento subisce un'accelerazione causata da forze reali che agiscono su di esso.

Esempio 3

Lascia che il secondo CO si muova con accelerazione, cioè questo CO è effettivamente combinato con il corpo in movimento. Quindi in questa CO non inerziale il corpo è immobile per il fatto che la forza che agisce su di esso è completamente compensata dalla forza di inerzia:

Esempio 4

Un passeggero viaggia in un'auto a velocità costante. Il passeggero è il corpo, l'auto è il suo sistema di riferimento (per ora inerziale).

L'auto inizia a rallentare e per il passeggero si trasforma nel secondo sistema non inerziale discusso sopra, al quale viene applicata una forza frenante verso il suo movimento. Immediatamente si crea una forza d'inerzia applicata al passeggero, diretta verso direzione opposta(cioè mediante movimento): . Questa forza provoca un movimento involontario del corpo del passeggero verso il parabrezza.

In un sistema non inerziale (per un osservatore in piedi sulla superficie della Terra), sul corpo agiscono le seguenti forze: la forza d'inerzia centrifuga (vettore blu), la forza gravitazionale (rosso), in totale dà la forza reale di gravità, che è bilanciata dalla reazione del supporto (nero).

Esempio

Quando un corpo si muove in circolo sotto l’azione di una forza centripeta, che è il risultato di una connessione imposta al movimento del corpo, la forza che agisce su questa connessione sarà sia una forza di reazione che una “forza d’inerzia centrifuga”

Approccio generale alla ricerca delle forze inerziali

Confrontando il moto di un corpo in sistemi di riferimento inerziali e non inerziali, possiamo giungere alla seguente conclusione:

Sia la somma di tutte le forze che agiscono su un corpo in un sistema di coordinate fisso (primo), che provoca la sua accelerazione. Questa somma si trova misurando l'accelerazione di un corpo in questo sistema se se ne conosce la massa.

Allo stesso modo, esiste una somma di forze, misurate in un sistema di coordinate non inerziali (il secondo), che causano l'accelerazione, che nel caso generale differisce da quella dovuta al movimento accelerato del secondo CO rispetto al primo.

Quindi la forza inerziale in un sistema di coordinate non inerziali sarà determinata dalla differenza:

In particolare, se il corpo è a riposo in un sistema di riferimento non inerziale, allora

Se nell'espressione (20) assumiamo che l'accelerazione sia misurata non in un sistema di coordinate assoluto, ma in un altro sistema di coordinate non inerziale, allora la forza inerziale trovata sarà una forza corrispondente al movimento relativo di due sistemi di riferimento non inerziali. Se teniamo conto del fatto che tutti i corpi nell'Universo interagiscono tra loro a causa della gravità onnipervasiva, e quindi in linea di principio non esistono riferimenti inerziali, allora questo è il caso veramente realizzabile nella pratica.

Movimento di un corpo lungo una traiettoria arbitraria in un sistema di riferimento non inerziale

La posizione di un corpo materiale in un sistema condizionatamente stazionario e inerziale è data qui dal vettore e in un sistema non inerziale dal vettore. La distanza tra le origini è determinata dal vettore. La velocità angolare di rotazione del sistema è determinata da un vettore, la cui direzione è fissata lungo l'asse di rotazione secondo la regola della vite destrorsa. La velocità lineare del corpo rispetto al CO rotante è data dal vettore.

In questo caso, l’accelerazione inerziale, secondo la (11), sarà pari alla somma:

Il primo termine è l'accelerazione portatile del secondo sistema rispetto al primo; il secondo termine è l'accelerazione derivante dalla rotazione irregolare del sistema attorno al proprio asse; il terzo termine è l'accelerazione di Coriolis causata da quella componente del vettore velocità che non è parallela all'asse di rotazione del sistema non inerziale; l'ultimo termine, preso senza segno, è un vettore diretto in senso opposto al vettore, che si ottiene espandendo il doppio prodotto vettoriale, quando troviamo che questo termine è uguale a () e rappresenta quindi l'accelerazione centripeta di il corpo nel sistema di riferimento di un osservatore stazionario, preso per ISO, in cui non possono esserci forze inerziali per definizione. Tuttavia, la formula (22) si riferisce alle accelerazioni osservate in un sistema di riferimento non inerziale (rotazionale) e gli ultimi tre termini in (11) rappresentano l'accelerazione relativa, ovvero l'accelerazione sperimentata da un corpo in un sistema non inerziale di riferimento sotto l'influenza della forza d'inerzia centrifuga (vedi freccia blu in figura). L'ultimo termine deve rappresentare (insieme al suo segno) l'accelerazione centrifuga, e quindi deve essere preceduto dal segno meno.

Lavoro delle forze d'inerzia fittizie

Nella fisica classica, le forze inerziali si presentano in tre situazioni diverse a seconda del sistema di riferimento in cui viene effettuata l’osservazione. Questa è la forza applicata a una connessione se osservata in un sistema di riferimento inerziale o ad un corpo in movimento se osservato in un sistema di riferimento non inerziale. Entrambe queste forze sono reali e possono funzionare. Pertanto, un esempio del lavoro svolto dalla forza di Coriolis su scala planetaria è l’effetto Baer

Quando si risolvono problemi su carta, quando il problema dinamico del movimento viene artificialmente ridotto a un problema statico, viene introdotto un terzo tipo di forza, chiamate forze d'Alembert, che non compiono lavoro, poiché il lavoro e l'immobilità dei corpi, nonostante l'azione delle forze su di esso, sono concetti incompatibili in fisica.

Equivalenza delle forze di inerzia e di gravità

Applicazioni

V. Samoletov. Fisica. Libro di consultazione del dizionario. Casa editrice "Pietro", 2005. P. 315.
Forza d'inerzia- articolo dalla Grande Enciclopedia Sovietica
Esempio: Nella storia, come nella natura, la forza d'inerzia è grande, da P. Gvozdev. Educazione e morale letteraria nella società romana al tempo di Plinio il Giovane. // Giornale del Ministero della Pubblica Istruzione. T. 169. Ministero della Pubblica Istruzione, 1873. P. 119.
Walter Greiner Klassische Mehanik II.Wissenschaftlicher VerlagHarri Deutsch GmbH. Francoforte sul Meno.2008 ISBN 978-3-8171-1828-1
^Richard Phillips Feynman, Leighton R.B. e Sands M.L.(2006). Le lezioni di fisica di Feynman. San Francisco: Pearson/Addison-Wesley. vol. I, sezione 12-5.

Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali

Le leggi di Newton sono soddisfatte solo in sistemi di riferimento inerziali. Rispetto a tutti i sistemi inerziali, questo corpo si muove con la stessa accelerazione $w$. Qualsiasi sistema di riferimento non inerziale si muove rispetto ai sistemi inerziali con una certa accelerazione, quindi l'accelerazione del corpo nel sistema di riferimento non inerziale $w"$ sarà diversa da $w$. Indichiamo la differenza nel accelerazione del corpo sia nel sistema inerziale che non inerziale mediante il simbolo $a$:

Per un sistema di riferimento non inerziale che si muove traslatamente, $a$ è lo stesso per tutti i punti nello spazio $a=const$ e rappresenta l'accelerazione del sistema di riferimento non inerziale.

Per un sistema rotante non inerziale, $a$ sarà diverso in diversi punti dello spazio ($a=a(r")$, dove $r"$ è il raggio vettore che determina la posizione del punto rispetto al sistema non inerziale -sistema di riferimento inerziale).

Sia la risultante di tutte le forze causate dall'azione di altri corpi su un dato corpo pari a $F$. Quindi, secondo la seconda legge di Newton, l’accelerazione di un corpo rispetto a un qualsiasi sistema di riferimento inerziale è pari a:

L'accelerazione di un corpo rispetto ad un sistema non inerziale può essere rappresentata come:

Ne consegue che anche a $F=0$ il corpo si muoverà rispetto al sistema di riferimento non inerziale con accelerazione $-a$, cioè come se su di esso agisse una forza pari a $-ma$.

Ciò significa che per descrivere il moto in sistemi di riferimento non inerziali si possono utilizzare le equazioni di Newton se, oltre alle forze causate dall'influenza reciproca dei corpi, si tengono conto delle cosiddette forze inerziali $F_(in) $, che va assunto pari al prodotto della massa corporea per la differenza delle sue accelerazioni rispetto al sistema di riferimento inerziale e non inerziale, ha segno opposto:

Di conseguenza, l’equazione della seconda legge di Newton in un sistema di riferimento non inerziale avrà la forma:

Chiariamo la nostra affermazione con il seguente esempio. Consideriamo un carrello a cui è fissata una staffa, alla quale è sospesa con un filo una palla.

Immagine 1.

Mentre il carrello è fermo o si muove senza accelerazione, il filo si trova verticalmente e la forza di gravità $P$ è bilanciata dalla reazione del filo $F_(r)$. Ora mettiamo il carrello in moto traslatorio con accelerazione $a$. Il filo devierà dalla verticale con un angolo tale che le forze risultanti $P$ e $F_(r)$ imprimono alla pallina un'accelerazione pari a $a$. Rispetto al sistema di riferimento associato al carrello, la palla è ferma, nonostante le forze risultanti $P$ e $F_(r)$ siano diverse da zero. L'assenza di accelerazione della palla rispetto a questo sistema di riferimento può essere formalmente spiegata dal fatto che, oltre alle forze $P$ e $F_(r)$, pari complessivamente a $ma$, la palla è anche su cui agisce la forza d'inerzia $F_(in) = -ma$.

Forze d'inerzia e loro proprietà

L'introduzione delle forze inerziali rende possibile descrivere il movimento dei corpi in qualsiasi sistema di riferimento (sia inerziale che non inerziale) utilizzando le stesse equazioni del moto.

Nota 1

Dovrebbe essere chiaro che le forze inerziali non possono essere messe alla pari con forze come forze elastiche, gravitazionali e forze di attrito, cioè forze causate dall'influenza di altri corpi sul corpo. Le forze inerziali sono determinate dalle proprietà del sistema di riferimento in cui vengono considerati i fenomeni meccanici. In questo senso, possono essere chiamate forze fittizie.

L'introduzione delle forze d'inerzia non è fondamentalmente necessaria. In linea di principio, qualsiasi movimento può sempre essere considerato in relazione ad un sistema di riferimento inerziale. Tuttavia, nella pratica, spesso è il movimento dei corpi rispetto a sistemi di riferimento non inerziali, ad esempio rispetto alla superficie terrestre, ad interessare.

Figura 2.

Allora tutti i corpi che si trovano all'interno della cabina si comporteranno come se fossero sottoposti alla forza d'inerzia $F_(in) =-ma$. In particolare, una molla, alla cui estremità è sospeso un corpo di massa $m$, si allungherà in modo tale che la forza elastica controbilanci la forza inerziale $-mg$. Tuttavia, gli stessi fenomeni si sarebbero osservati se la cabina fosse stata ferma e situata vicino alla superficie della Terra. Senza la possibilità di “guardare” fuori dalla cabina, nessun esperimento condotto all’interno della cabina permetterebbe di stabilire cosa ha causato la forza $-mg$, il movimento accelerato della cabina o l’azione del campo gravitazionale terrestre. Su questa base parlano dell'equivalenza delle forze di inerzia e di gravità. Questa equivalenza è alla base della teoria generale della relatività di Einstein.

Esempio 1

Un corpo cade liberamente da un'altezza di $200$ m sulla Terra. Determinare la deflessione del corpo verso est sotto l'influenza della forza d'inerzia di Coriolis causata dalla rotazione della Terra. La latitudine del luogo dell'incidente è $60^\circ$.

Dato: $h=200$m, $\varphi =60$?.

Trova: $l-$?

Soluzione: Nel sistema di riferimento terrestre, una forza d'inerzia di Coriolis agisce su un corpo in caduta libera:

\, \]

dove $\omega =\frac(2\pi )(T) =7.29\cdot 10^(-6) $rad/s è la velocità angolare di rotazione terrestre, e $v_(r) $ è la velocità del corpo rispetto alla Terra.

Forza d'inerzia di Coriolis molte volte meno forza attrazione gravitazionale di un corpo verso la Terra. Pertanto, in prima approssimazione, nel determinare $F_(k) $, possiamo assumere che la velocità $v_(r) $ sia diretta lungo il raggio della Terra e sia numericamente pari a:

dove $t$$$ è la durata della caduta.

Figura 3.

Dalla figura si vede la direzione della forza, quindi:

Poiché $a_(k) =\frac(dv)(dt) =\frac(d^(2) l)(dt^(2) ) $,

dove $v$ è il valore numerico della componente della velocità del corpo tangente alla superficie terrestre, $l$ è lo spostamento del corpo in caduta libera verso est, quindi:

$v=\omega gt^(2) \cos \varphi +C_(1) $ e $l=\frac(1)(3) \omega gt^(3) \cos \varphi +C_(1) t+ C_ (2)$.

All'inizio della caduta del corpo $t=0,v=0,l=0$, quindi le costanti di integrazione sono pari a zero e quindi abbiamo:

Durata della caduta libera di un corpo da un'altezza $h$:

quindi la deviazione desiderata del corpo verso est è:

$l=\frac(2)(3) \omega h\sqrt(\frac(2h)(g) ) \cos \varphi =0.3\cdot 10^(-2) $m.

Risposta: $l=0,3\cdot 10^(-2) $m.

Un sistema di riferimento non inerziale è un sistema che si muove ad una velocità accelerata rispetto a quella inerziale.

Le leggi di Newton sono valide solo nei sistemi di riferimento inerziali. Pertanto, tutte le questioni considerate finora si riferiscono ai sistemi inerziali. Nella pratica però abbiamo spesso a che fare con sistemi di riferimento non inerziali. Cerchiamo di scoprire come dovrebbe essere scritta la legge fondamentale della dinamica in tali sistemi. Consideriamo innanzitutto il movimento di un punto materiale in un sistema di riferimento inerziale:

Oltre a questo, introduciamo un sistema di riferimento non inerziale e concordiamo di chiamare il primo fisso ed il secondo mobile:

In base al teorema dell'addizione dell'accelerazione:

Da qui riscriviamo:

Vediamo che in un sistema di riferimento non inerziale l'accelerazione di un punto non è determinata solo dalla forza e massa M, ma anche dalla natura del movimento del sistema di riferimento mobile stesso.

– forze fittizie (non sono causate dall'interazione di corpi, ma sono associate al movimento accelerato di un sistema non inerziale rispetto a uno inerziale) o forze inerziali.

Nei sistemi di riferimento inerziali, l'unica ragione del movimento accelerato di un punto materiale sono le forze che agiscono da esso corpi materiali. Nei sistemi non inerziali, la causa del movimento accelerato sono anche le forze inerziali che non sono associate ad alcuna interazione.

Va sottolineato che le forze inerziali hanno un effetto reale su un punto situato in un sistema di coordinate in movimento, poiché sono incluse nell'equazione del moto. Esempio: il movimento di una persona in una carrozza, quando la carrozza si muove a velocità costante.

Ora lasciamo che la macchina rallenti:

Pertanto, l'introduzione delle forze inerziali porta ad una comoda formulazione delle leggi fondamentali della meccanica del movimento relativo e fornisce loro una certa chiarezza.

Consideriamo due casi particolari.

Lasciamo che un punto materiale esegua un movimento rettilineo uniforme rispetto a un sistema di coordinate in movimento, quindi tenendo conto
noi abbiamo:

Pertanto, le forze reali sono bilanciate dalle forze di inerzia.

Lascia che il punto materiale sia fermo rispetto al sistema di coordinate in movimento:

Poi
,

Come già notato, le leggi di Newton sono soddisfatte solo in sistemi di riferimento inerziali. Vengono chiamati sistemi di riferimento che si muovono rispetto a un sistema inerziale con accelerazione Nnon inerziale. Nei sistemi non inerziali le leggi di Newton, in generale, non sono più valide. Tuttavia ad essi si possono applicare le leggi della dinamica se, oltre alle forze causate dall'influenza reciproca dei corpi, introduciamo forze di tipo speciale - le cosiddette forze d'inerzia.

Se prendiamo in considerazione le forze di inerzia, allora la seconda legge di Newton sarà valida per qualsiasi sistema di riferimento: il prodotto della massa di un corpo e l'accelerazione nel sistema di riferimento in esame è uguale alla somma di tutte le forze che agiscono su un dato corpo (comprese le forze inerziali). Forze d'inerzia allo stesso tempo, devono essere tali che, insieme alle forze , causati dall'influenza dei corpi l'uno sull'altro, impartivano accelerazione al corpo , che ha in sistemi di riferimento non inerziali, cioè

(1)

Perché
(è l'accelerazione del corpo nel sistema inerziale), quindi

Le forze di inerzia sono causate dal movimento accelerato del sistema di riferimento rispetto al sistema misurato, pertanto, nel caso generale, è necessario tenere conto seguenti casi manifestazioni di queste forze:

1) forze inerziali durante il movimento traslatorio accelerato del sistema di riferimento;

2) forze inerziali agenti su un corpo a riposo in un sistema di riferimento rotante;

3) forze inerziali agenti su un corpo che si muove in un sistema di riferimento rotante.

Consideriamo questi casi.

1. Forze inerziali durante il moto traslatorio accelerato del sistema di riferimento. Facciamo una palla di massa T. Mentre il carrello è fermo o si muove in modo uniforme e rettilineo, il filo che trattiene la pallina assume una posizione verticale e la forza di gravità
è bilanciato dalla forza di reazione del filo .

Se il carrello viene messo in movimento in avanti con accelerazione , quindi il filo inizierà a deviare dalla verticale all'indietro fino a tale angolo α fino alla forza risultante
non fornirà un'accelerazione della palla pari a . Quindi la forza risultante diretto verso l'accelerazione del carro e per il movimento costante della palla (la palla ora si muove con il carrello con accelerazione ) è uguale a
, Dove
,T. Cioè maggiore è l'accelerazione del carrello, maggiore è l'angolo di deviazione del filo dalla verticale.

Rispetto al sistema di riferimento associato al carrello in accelerazione, la palla è ferma, cosa possibile se la forza , che non è altro che la forza d'inerzia, poiché sulla palla non agiscono altre forze. Così,

(2)

La manifestazione delle forze inerziali durante il movimento traslatorio è osservata nei fenomeni quotidiani. Ad esempio, quando un treno prende velocità, un passeggero seduto nella direzione del treno viene premuto contro lo schienale del sedile sotto l'influenza dell'inerzia. Al contrario, quando il treno frena, la forza d'inerzia è diretta nella direzione opposta e il passeggero si allontana dallo schienale del sedile. Queste forze sono particolarmente evidenti quando il treno frena improvvisamente. Le forze inerziali si manifestano in sovraccarichi che si verificano durante il lancio e la frenata del veicolo spaziale.

2. Forze inerziali agenti su un corpo a riposo in un sistema di riferimento rotante. Lascia che il disco ruoti uniformemente con velocità angolare ω (ω =cost) attorno ad un asse verticale passante per il suo centro. Sul disco, a diverse distanze dall'asse di rotazione, sono installati dei pendoli (sfere di massa pari a M). Quando i pendoli ruotano insieme al disco, le sfere si discostano dalla verticale di un certo angolo.

In un sistema di riferimento inerziale associato, ad esempio, alla stanza in cui è installato il disco, la palla ruota uniformemente in un cerchio di raggio R(distanza dal centro della sfera rotante all'asse di rotazione). Di conseguenza, su di esso agisce una forza il cui modulo è uguale a F=mω 2 R e la forza è diretta perpendicolarmente all'asse di rotazione del disco. È la forza di gravità risultante
e la tensione del filo :
. Quando il movimento della palla è stabilito, allora
, Dove
,T. e. gli angoli di deflessione dei fili del pendolo saranno maggiori quanto maggiore è la distanza R dal centro della sfera all'asse di rotazione del disco e maggiore è la velocità angolare di rotazione ω .

Rispetto al sistema di riferimento associato al disco rotante, la palla è ferma, cosa possibile se la forza è bilanciato da una forza uguale e contraria diretta ad esso , che non è altro che la forza d'inerzia, poiché sulla palla non agiscono altre forze. Forza , chiamato forza d'inerzia centrifuga, è diretto orizzontalmente dall'asse di rotazione del disco e il suo modulo è uguale a

F ts =mω 2 R (3)

Ad esempio, i passeggeri dei veicoli in movimento durante le virate, i piloti durante le manovre acrobatiche sono soggetti all'azione delle forze centrifughe di inerzia; le forze d'inerzia centrifughe vengono utilizzate in tutti i meccanismi centrifughi: pompe, separatori, ecc., dove raggiungono valori enormi. Quando si progettano parti di macchine in rapida rotazione (rotori, eliche di aerei, ecc.), vengono adottate misure speciali per bilanciare le forze centrifughe di inerzia.

Dalla formula (3) ne consegue che la forza centrifuga d'inerzia che agisce sui corpi nei sistemi di riferimento rotanti nella direzione del raggio dall'asse di rotazione dipende dalla velocità angolare di rotazione ω sistemi di riferimento e di raggio R, ma non dipende dalla velocità dei corpi rispetto ai sistemi di riferimento rotanti. Di conseguenza, la forza d'inerzia centrifuga agisce nei sistemi di riferimento rotanti su tutti i corpi che si trovano a una distanza finita dall'asse di rotazione, indipendentemente dal fatto che siano fermi in questo sistema (come abbiamo supposto finora) o si muovano rispetto ad esso con una certa velocità.

3. Forze d'inerzia agenti su un corpo che si muove in un sistema di riferimento rotante. Lascia che la palla abbia una massa T si muove a velocità costante lungo il raggio di un disco rotante uniformemente (). Se il disco non ruota, la palla, diretta lungo il raggio, si muove lungo una linea retta radiale e colpisce la punta UN, se il disco viene ruotato nella direzione indicata dalla freccia, la pallina rotola lungo la curva OB e la sua velocità rispetto al disco cambia direzione. Ciò è possibile solo se sulla palla agisce una forza perpendicolare alla velocità .

D Per forzare la palla a rotolare lungo un disco rotante lungo il raggio, utilizziamo un'asta fissata rigidamente lungo il raggio del disco, sulla quale la palla si muove senza attrito in modo uniforme e rettilineo a velocità .

Quando la palla viene deviata, l'asta agisce su di essa con una certa forza . Rispetto al disco (sistema di riferimento rotante), la palla si muove in modo uniforme e rettilineo, il che può essere spiegato dal fatto che la forza è bilanciato dalla forza d'inerzia applicata alla palla , perpendicolare alla velocità . Questa forza si chiama Forza d'inerzia di Coriolis.

Si può dimostrare che la forza di Coriolis

(4)

Vettore perpendicolare ai vettori velocità corpo e velocità angolare di rotazione sistema di riferimento secondo la regola della vite giusta.

CON La forza di Coriolis agisce solo su corpi in movimento rispetto a un sistema di riferimento rotante, ad esempio rispetto alla Terra. Pertanto, l'azione di queste forze spiega una serie di fenomeni osservati sulla Terra. Quindi, se un corpo si muove verso nord nell'emisfero settentrionale, allora la forza di Coriolis che agisce su di esso, come segue dall'espressione (4), sarà diretta verso destra rispetto alla direzione del movimento, cioè il corpo devierà leggermente verso la direzione est. Se un corpo si muove verso sud, guardando nella direzione del movimento la forza di Coriolis agisce anche verso destra, cioè il corpo devia verso ovest. Pertanto, nell'emisfero settentrionale si verifica una più forte erosione della sponda destra dei fiumi; binari di destra binari ferroviari in movimento si consumano più velocemente di quelli di sinistra, ecc. Allo stesso modo, si può dimostrare che nell'emisfero australe la forza di Coriolis che agisce sui corpi in movimento sarà diretta a sinistra rispetto alla direzione del moto.

Grazie alla forza di Coriolis, i corpi che cadono sulla superficie terrestre vengono deviati verso est (a 60° di latitudine questa deviazione dovrebbe essere di 1 cm in caso di caduta da un'altezza di 100 m). Il comportamento del pendolo di Foucault, che un tempo era una delle prove della rotazione della Terra, è associato alla forza di Coriolis. Se questa forza non esistesse, il piano di oscillazione di un pendolo che oscilla vicino alla superficie terrestre rimarrebbe invariato (rispetto alla Terra). L'azione delle forze di Coriolis porta alla rotazione del piano di oscillazione attorno alla direzione verticale.

dove le forze di inerzia sono date dalle formule (2) – (4).

Prestiamo ancora una volta attenzione al fatto che vengono generate forze d'inerzia non dall'interazione dei corpi, ma moto accelerato del sistema di riferimento . Pertanto, non obbediscono alla terza legge di Newton, poiché se su un corpo agisce una forza d'inerzia, a quel corpo non viene applicata alcuna forza opposta. I due principi fondamentali della meccanica, secondo cui l'accelerazione è sempre causata dalla forza, e la forza è sempre causata dall'interazione tra corpi, non sono contemporaneamente soddisfatti nei sistemi di riferimento che si muovono con accelerazione.

Per qualsiasi corpo situato in un sistema di riferimento non inerziale, le forze inerziali sono esterne; quindi, non ci sono sistemi chiusi qui. Ciò significa che nei sistemi di riferimento non inerziali le leggi di conservazione della quantità di moto, dell'energia e del momento angolare non sono soddisfatte. Pertanto, le forze inerziali agiscono solo nei sistemi non inerziali. Nei sistemi di riferimento inerziali tali forze non esistono.

Sorge la questione della “realtà” o della “fittizia” delle forze inerziali. Nella meccanica newtoniana, secondo la quale la forza è il risultato dell'interazione dei corpi, le forze inerziali possono essere viste come “fittizie”, “scomparendo” nei sistemi di riferimento inerziali. Tuttavia è possibile un’altra interpretazione. Poiché le interazioni dei corpi si realizzano attraverso campi di forza, le forze inerziali sono considerate come impatti a cui sono sottoposti i corpi da parte di veri e propri campi di forza, e quindi possono essere considerate “reali”. Indipendentemente dal fatto che le forze inerziali siano considerate "fittizie" o "reali", molti dei fenomeni sopra menzionati possono essere spiegati in termini di forze inerziali.

Le forze inerziali che agiscono sui corpi in un sistema di riferimento non inerziale sono proporzionali alle loro masse e, a parità di altre condizioni, impartiscono a questi corpi accelerazioni identiche. Pertanto, nel “campo delle forze inerziali” questi corpi si muovono esattamente allo stesso modo, a patto che le condizioni iniziali siano le stesse. La stessa proprietà è posseduta dai corpi sotto l'influenza delle forze del campo gravitazionale.

In alcune condizioni, le forze di inerzia e le forze di gravità non possono essere distinte. Ad esempio, il movimento dei corpi in un ascensore uniformemente accelerato avviene esattamente allo stesso modo di un ascensore stazionario sospeso in un campo di gravità uniforme. Nessun esperimento condotto all'interno di un ascensore può separare un campo gravitazionale uniforme da esso campo uniforme forze d'inerzia.

L’analogia tra forze gravitazionali e forze inerziali è alla base del principio di equivalenza delle forze gravitazionali e delle forze inerziali (principio di equivalenza di Einstein): tutti fenomeni fisici nel campo gravitazionale si verificano esattamente allo stesso modo che nel corrispondente campo di forze inerziali, se le intensità di entrambi i campi nei punti corrispondenti nello spazio coincidono e le altre condizioni iniziali per i corpi considerati sono le stesse. Questo principio è alla base della teoria generale della relatività.