Трудные темы курса классической механики: различия между версиями

Прибором, позволяющим измерять ускорение, является акселерометр. Простейшим и весьма грубым устройством является ''инерционный акселерометр'' (См. Рис. ), представляющий собой груз <math> m</math>, имеющий возможность смещаться только в одном направлении, который удерживается в неподвижности относительно своего корпуса двумя противоположно действующими на него пружинами. Перед измерением , как это принято при любых измерениях, с помощью приборов проводится ''установка нуля''. Уже сам факт, что в течение некоторого времени удалось установить ноль, свидетельствует, что по крайней мере в это время объект, ускорение которого предстоит измерять, имел ''постоянное'' ускорение в направлении возможного смещения груза.

Пусть противоположно действующие на груз пружины акселерометра выбраны так, что при равных действующих на них силах они испытывают одинаковые деформации .Тогда наблюдаемый факт различного изменения длины пружин будет однозначно свидетельствовать о наличии у прибора ускорения в направлении возможного смещения груза.Если же длины пружин будут одинаковы, то это будет с точностью погрешности измерения этих длин говорить о том, что прибор ускорения не испытывает, то есть находится в инерциальной , а точнее квази-квази инерциальной системе отсчёта. ПосколькуТо поесть в инерциальныетакой системысистеме, отсчётав некоторой испытываютдействующие ускоренияна относительногруз друг другасилы, независимо тоот можноих смелопроисхождения, утверждать.не чтопревышают такиепогрешности жеизмерения.Это показанияположение будетгруза, даватьотмеченное пружинныйна динамометршкале, ииспользуемой вдля любой другойконстатации инерциальнойсмещения системегруза, то естьназовём динамометрнулевым показываетположением.Смещение вгруза этомвследствие случаедействия абсолютноена ускорение.Этонего положениесилы грузаинерции, отмеченноевызывающей на шкалеизменение длины пружин, используемой длядаёт возможность констатацииизмерить величину проекции вектора ускорения на направление смещения груза,. Иными назовёмсловами нулевымвеличину положениемускорения прибора в заданном направлении.

Обратимся теперь к дидактическому приёму, широко используемому при изложении основ механики, в основанных на догматическом подходе к изложению материала, руководствах по физике.А именно рассмотрим инерциальную систему ( понятно,то речь идёт о квази-инерциальной системе), в которой одна за другой по прямой , но с разными скоростями движутся две материальные точки. Волевое утверждение о принятии для рассмотрения инерциальной системы исключает вполне закономерно возникающее подозрение о том, что траектория движения лишь кажется прямолинейной. В самом деле инерциальные системы обладают тем свойством, что прямолинейность любого отрезка сохраняется при переходе от одной системы отсчёта к другой.

Введём уточнение, что скорости движущихся точек отличаются на неизменную величину <math>V</math>. То есть, применяя принятое в классической механике правило сложения скоростей, запишем:

Взяв от обеих частей производную , и помня, что разница в скоростях есть постоянная величина, а производная от скорости есть ускорение, получим, что

Ничто не мешает связать с каждой из материальных точек систему координат, которая в рассматриваемом случае будет по определению неинерциальной.Также ничто не мешает рассматривать любую из этих систем координат, как исходную относительно движения системы координат, связанной с другой точкой. Так, например, получаем, что в системе координат первой точки, вторая движется прямолинейно и равномерно с постоянной скоростью , нопричём является системой неинерциальной. Что с очевидностью показывает установленный на ней акселерометр.

Из этого следует, что равномерность и прямолинейность движения не является решающим признаком, позволяющим отличить неинерциальную систему от инерциальной. Таким признаком в этом случае является факт наличия у неинерциальной системы ускорения.Существенно, что при упомянутой выше процедуре установки абсолютного нуля акселерометра, вообще отсутствует необходимость в совершении этого действия в инерциальной системе.Поскольку отметка абсолютного нуля по равенству длин пружин может быть произведена в любой системе отсчёта, как неинерциальной, так и инерциальной.Можно сказать, что при этом происходит создание инерциальной системы отсчёта. Точнее - выделение одного из множества её вариантов.

- -->