Ancient philosophers sim to taub lub ntsiab ntawm kev txav, qhia lub hwj chim ntawm hnub qub thiab lub hnub ntawm ib tug neeg. Tsis tas li ntawd, tib neeg ib txwm sim txheeb xyuas cov rog uas ua rau cov khoom siv hauv cov txheej txheem ntawm nws txoj kev txav mus los, nrog rau lub sijhawm so.
Aristotle ntseeg tias thaum tsis muaj kev txav mus los, lub cev tsis cuam tshuam los ntawm ib qho twg. Wb sim mus saib seb cov thav ntawv twg yog hu ua inertial, peb yuav muab piv txwv ntawm lawv.
Nyob xeev
Nyob hauv lub neej txhua hnub nws nyuaj rau kuaj pom tus mob no. Nyob rau hauv yuav luag tag nrho cov hom ntawm mechanical zog, lub xub ntiag ntawm extraneous rog yog assumed. Qhov laj thawj yog lub zog ntawm kev sib txhuam, uas tsis tso cai rau ntau yam khoom tawm ntawm lawv qhov qub, kom tawm hauv lub xeev so.
Xav txog cov piv txwv ntawm inertial reference systems, peb nco ntsoov tias lawv txhua tus ua raws li Newton txoj cai thib 1. Tsuas yog tom qab nws qhov kev tshawb pom nws muaj peev xwm piav qhia txog lub xeev ntawm so, los qhia txog lub zog ua haujlwm hauv lub xeev no ntawm lub cev.
Formulation of Newton's 1st law
Hauv kev txhais lus niaj hnub no, nws piav qhia txog qhov muaj nyob ntawm cov txheej txheem sib koom ua ke, txheeb ze uas ib tus tuaj yeem xav txog qhov tsis muaj lub zog sab nraud ua haujlwm ntawm cov khoom siv. Los ntawm Newton txoj kev xav, cov txheej txheem siv tau hu ua inertial, uas tso cai rau peb los txiav txim siab txog kev txuag ntawm lub cev lub sijhawm ntev.
Definition
Cov thav ntawv ntawm kev siv dab tsi yog inertial? Cov piv txwv ntawm lawv tau kawm hauv chav kawm physics hauv tsev kawm. Inertial reference systems raug suav hais tias yog cov uas muaj kev hwm rau cov khoom siv taw tes txav ntawm qhov ceev tsis tu ncua. Newton qhia meej tias txhua lub cev tuaj yeem nyob hauv lub xeev zoo sib xws yog tias tsis tas yuav siv zog rau nws uas tuaj yeem hloov lub xeev zoo li no.
Hauv kev muaj tiag, txoj cai ntawm inertia tsis ua tiav rau txhua kis. Kev txheeb xyuas cov piv txwv ntawm inertial thiab non-inertial thav duab ntawm kev siv, xav txog ib tus neeg tuav ntawm tes hauv lub tsheb txav. Thaum lub tsheb nres nrawm, tus neeg yuav txav mus los ntawm lub tsheb, txawm tias tsis muaj lub zog sab nraud.
Nws hloov tawm tias tsis yog txhua qhov piv txwv ntawm ib qho kev siv inertial thav duab sib haum rau kev tsim ntawm 1 Newton txoj cai. Txhawm rau kom paub meej txog txoj cai lij choj ntawm inertia, lub ntsiab lus ua kom zoo ntawm cov txheej txheem siv tau qhia nyob rau hauv uas nws ua tsis tiav.
Type of reference systems
Yuav siv dab tsi hu ua inertial? Nws yuav paub meej sai sai. "Muab piv txwv ntawm inertial reference systems uas 1 Newton txoj cai txaus siab" -Ib txoj haujlwm zoo sib xws yog muab rau cov menyuam kawm ntawv uas tau xaiv physics raws li kev xeem hauv qib cuaj. Txhawm rau tiv nrog txoj haujlwm, nws yuav tsum muaj lub tswv yim txog inertial thiab non-inertial thav duab ntawm kev siv.
Inertia cuam tshuam nrog kev khaws cia ntawm kev so lossis kev ua haujlwm ntawm lub cev ntev npaum li lub cev nyob ib leeg. "Ib leeg" lub cev yog cov uas tsis txuas nrog, tsis txhob cuam tshuam, raug tshem tawm ntawm ib leeg.
Cia peb xav txog qee qhov piv txwv ntawm ib qho kev siv inertial. Piv txwv tias lub hnub qub nyob rau hauv galaxy raws li ib tug thav duab ntawm kev siv, es tsis yog lub tsheb thauj mus los, kev ua raws li txoj cai ntawm inertia rau cov neeg caij tsheb tuav rau ntawm lub rails yuav flawless.
Thaum lub sijhawm nres, lub tsheb no yuav txuas ntxiv mus rau hauv txoj kab ncaj nraim mus txog thaum nws cuam tshuam los ntawm lwm lub cev.
Cov piv txwv dab tsi ntawm tus qauv inertial ntawm kev siv koj tuaj yeem muab tau? Lawv yuav tsum tsis txhob muaj kev sib txuas nrog lub cev soj ntsuam, cuam tshuam rau nws inertia.
Nws yog rau cov kab ke uas Newton txoj cai thib 1 tau ua tiav. Nyob rau hauv lub neej tiag tiag, nws yog ib qho nyuaj rau xav txog kev txav ntawm lub cev txheeb ze rau inertial thav duab ntawm kev siv. Nws yog tsis yooj yim sua kom tau mus rau lub hnub qub nyob deb thiaj li ua qhov kev sim hauv av los ntawm nws.
Lub Ntiaj Teb tau lees paub raws li cov txheej txheem siv, txawm hais tias nws cuam tshuam nrog cov khoom tso rau ntawm nws.
Nws tuaj yeem suav qhov nrawm hauv cov qauv siv inertial yog tias peb xav txog qhov saum npoo ntawm lub ntiaj teb ua tus qauv siv. Hauv physics, tsis muaj cov ntaub ntawv lej ntawm Newton txoj cai thib 1, tab sis nws yog tus uas yog lub hauv paus rauderivation ntawm ntau lub cev txhais thiab cov ntsiab lus.
Piv txwv ntawm inertial ntas ntawm kev siv
Cov menyuam kawm ntawv hauv tsev kawm qee zaum pom tias nyuaj rau kev nkag siab txog lub cev. Cov tub ntxhais kawm qib cuaj tau muab cov haujlwm ntawm cov ntsiab lus hauv qab no: “Cov ntaub ntawv siv dab tsi hu ua inertial? Muab piv txwv ntawm cov tshuab zoo li no. Xav tias lub laub nrog lub pob pib txav mus rau ntawm qhov chaw tiaj tus nrog lub nrawm nrawm. Tom qab ntawd nws txav mus rau hauv cov xuab zeb, vim li ntawd, lub pob tau teem rau hauv kev nrawm nrawm, txawm tias tsis muaj lwm yam quab yuam ua rau nws (lawv cov txiaj ntsig tag nrho yog xoom).
Lub ntsiab lus ntawm qhov tshwm sim tuaj yeem piav qhia los ntawm qhov tseeb tias thaum tsiv ntawm cov xuab zeb, lub kaw lus tsis ua haujlwm, nws muaj qhov nrawm tas li. Piv txwv ntawm inertial thiab non-inertial thav duab ntawm kev siv qhia tias lawv txoj kev hloov pauv tshwm sim nyob rau hauv ib lub sijhawm.
Thaum lub cev nrawm, nws qhov nrawm muaj qhov zoo, thiab thaum nres, daim duab no yuav tsis zoo.
Curvilinear zog
txheeb ze rau cov hnub qub thiab lub hnub, kev txav ntawm lub ntiaj teb yog ua raws txoj kab nkhaus curvilinear, uas muaj cov duab ntawm lub voj voog. Cov qauv ntawm kev siv ntawd, nyob rau hauv qhov chaw nruab nrab ntawm lub hnub, thiab cov axes raug coj mus rau qee lub hnub qub, yuav suav tias yog inertial.
Nco ntsoov tias txhua tus ncej ntawm kev siv uas yuav txav mus rau hauv txoj kab ncaj nraim thiab sib npaug ntawm heliocentricqhov system yog inertial. Curvilinear txav tau ua nrog qee qhov nrawm.
Muab qhov tseeb tias lub ntiaj teb txav mus los ntawm nws lub axis, tus ncej ntawm kev siv, uas cuam tshuam nrog nws qhov chaw, txheeb ze rau heliocentric txav nrog qee qhov nrawm. Nyob rau hauv cov xwm txheej zoo li no, peb tuaj yeem txiav txim siab tias tus ncej ntawm kev siv, uas txuas nrog lub ntiaj teb saum npoo, txav nrog acceleration txheeb ze rau heliocentric, yog li nws tsis tuaj yeem suav tias yog inertial. Tab sis tus nqi ntawm acceleration ntawm xws li ib tug system yog heev me me uas nyob rau hauv ntau lub sij hawm nws ho cuam tshuam qhov tshwj xeeb ntawm cov neeg kho tshuab phenomena suav hais tias txheeb ze rau nws.
Yug kom daws tau cov teeb meem ntawm qhov kev ua haujlwm, nws yog ib qho kev cai los txiav txim siab raws li inertial tus ncej ntawm kev siv uas yog rigidly txuas nrog lub ntiaj teb nto.
Galilean Relativity
Txhua qhov inertial thav duab ntawm kev siv muaj cov khoom tseem ceeb, uas tau piav qhia los ntawm lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib raug zoo. Nws lub ntsiab lus nyob rau hauv qhov tseeb hais tias txhua yam phenomenon nyob rau hauv tib lub xub ntiag tej yam kev mob yog nqa tawm nyob rau hauv tib txoj kev, tsis hais tus xaiv thav duab ntawm reference.
Kev sib npaug ntawm ISO raws li lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib raug zoo yog qhia hauv cov kev cai hauv qab no:
- Nyob hauv cov tshuab no, cov kev cai ntawm mechanics yog tib yam, yog li txhua qhov sib npaug uas tau piav qhia los ntawm lawv, qhia txog kev tswj hwm thiab sijhawm, tseem tsis hloov pauv.
- Cov txiaj ntsig ntawm kev sim ua haujlwm tsis tu ncua ua rau nws muaj peev xwm tsim tau seb lub thav duab ntawm kev siv yuav nyob rau qhov twg, lossis seb nws ua li casrectilinear uniform zog. Txhua lub kaw lus tuaj yeem raug lees paub tias nyob ruaj ruaj yog tias lwm tus nyob rau tib lub sijhawm txav mus rau nws ntawm qhov nrawm.
- Qhov sib npaug ntawm cov neeg kho tshuab tseem tsis hloov pauv nrog kev sib koom ua ke kev hloov pauv thaum hloov pauv ntawm ib qho mus rau lwm qhov. Koj tuaj yeem piav qhia tib yam tshwm sim hauv cov kab ke sib txawv, tab sis lawv lub cev lub cev yuav tsis hloov pauv.
daws teeb meem
piv txwv thawj.
Txiav txim siab seb qhov inertial thav duab ntawm kev siv yog: a) ib qho khoom siv satellite ntawm lub ntiaj teb; b) menyuam nyiam.
teb. Nyob rau hauv thawj rooj plaub, tsis muaj lus nug ntawm ib tug inertial siv system, txij li thaum lub satellite tsiv nyob rau hauv orbit nyob rau hauv lub zog ntawm lub ntiajteb txawj nqus, yog li ntawd, lub zog tshwm sim nrog ib co acceleration.
Qhov kev nyiam kuj tsis tuaj yeem suav tias yog qhov kev tsis sib haum xeeb, vim nws qhov kev hloov pauv tshwm sim nrog qee qhov nrawm.
piv txwv thib ob.
Cov txheej txheem qhia tau ruaj khov nrog lub elevator. Hauv qhov xwm txheej twg nws tuaj yeem hu ua inertial? Yog lub elevator: a) ntog; b) txav sib npaug; c) nce ceev ceev d) sib npaug ncaj qha downwards.
teb. a) Nyob rau lub caij nplooj zeeg dawb, acceleration tshwm, yog li tus ncej ntawm kev siv uas cuam tshuam nrog lub elevator yuav tsis yog inertial.
b) Nrog kev txav ntawm lub elevator, lub kaw lus yog inertial.
c) Thaum tsiv nrog qee qhov nrawm, tus ncej ntawm kev siv yog suav tias yog inertial.
d) Lub elevator txav maj mam, muaj qhov nrawm nrawm, yog li koj ua tsis tauhu rau tus ncej ntawm kev siv inertial.
Zoo kawg
Txhua lub sijhawm ntawm nws lub neej, noob neej tau sim nkag siab txog cov xwm txheej tshwm sim hauv qhov xwm txheej. Kev sim piav qhia txog kev sib txheeb ntawm cov lus tsa suab tau ua los ntawm Galileo Galilei. Isaac Newton tau ua tiav los ntawm txoj cai lij choj ntawm inertia, uas tau pib siv los ua lub ntsiab lus tseem ceeb hauv kev suav hauv mechanics.
Tam sim no, lub cev nrhiav kom pom qhov system suav nrog lub cev, lub cuab yeej rau kev txiav txim siab lub sijhawm, nrog rau kev sib koom tes. Nyob ntawm seb lub cev txav mus los lossis nyob ruaj khov, nws tuaj yeem ua tus yam ntxwv ntawm txoj haujlwm ntawm qee yam khoom hauv lub sijhawm xav tau.
