Об ИСО

[misha.physics]

Здравствуйте. Как-то задумался об инерциальной системе отсчёта (ИСО). Вот если мы рассматриваем в какой-то системе отсчёта (СО) какое-то тело, на которое не действуют никакие силы и видим, что это тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, то говорим, что рассматриваемая СО является инерциальной. Но возникает вопрос, что, если выбранная нами СО не является инерциальной, но на тело действуют какие-то силы, о которых мы не догадываемся и они компенсируют эту неинерциальность так, что тело сохраняет свое состояние движения. Хотя если так спрашивать, то возникает вопрос, что значит, что выбранная нами СО не является инерциальной, казалось бы, это означает, что эта СО движется с ускорением относительно какой-то ИСО, но опять же, при определении последней мы приходим в самое начало.

Я, скорее всего, ответил бы, что эти два случаи (когда нет сил и есть ИСО и когда есть силы и нет ИСО, т.е. происходит компенсация) различить нельзя, да и не нужно в каком-то смысле, но вероятно я ошибаюсь и, к тому же, мне было бы интересно узнать ваши замечания на этот счёт.

[pogulyat_vyshel]

misha.physics в сообщении #1428746 писал(а):

Здравствуйте. Как-то задумался об инерциальной системе отсчёта (ИСО). Вот если мы рассматриваем в какой-то системе отсчёта (СО) какое-то тело, на которое не действуют никакие силы и видим, что это тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, то говорим, что рассматриваемая СО является инерциальной

ни какое-то тело, а любое

[Pphantom]

Для инерциальности СО так должны вести себя все свободно движущиеся тела.

Ну а если для всех, про которые у вас есть данные, это так... "Когда я вижу птицу, которая ходит как утка, плавает как утка и крякает как утка, я называю эту птицу уткой".

[Guvertod]

Рассмотрим пример (абсолютно все ньютоновское):
Пусть имеем ИСО и в ней силовое поле придает всем частицам ускорение $k \vec{r}$. И множество жестких, без вращений, СО, центры которых движется с ускорением в этой ИСО тоже $k \vec{r}$. При переходе к ним и использовании сил инерции имеем такую же картину силового поля и ускорений. Как можно отличить истинную ИСО? Ну, вроде понятно, что по неким, грубо говоря, соображениям о месте "источника" поля (и у нас же просто есть физически законы этого поля).
А что если я скажу теперь, что эта сила - гравитация сферически симметричного слоя однородно распределенного вещества, которым абсолютно весь мир заполнен (для красоты еще распределение скоростей частиц вещества, как и этих СО $a\vec{r}$, чтобы космология получилась)?

[Toolt]

misha.physics в сообщении #1428746 писал(а):

но на тело действуют какие-то силы, о которых мы не догадываемся и они компенсируют эту неинерциальность

А можно пример такой компенсации, а то непонятно, как это возможно?

[wrest]

Toolt в сообщении #1428782 писал(а):

А можно пример такой компенсации, а то непонятно, как это возможно?

Космонавт в космокорабле без окон и т.п., находящемся в свободном падении, может не догадываться о том, что все тела внутри корабля движутся с ускорением. Для него, маленький мирок космокорабля выглядит как ИСО.

Если же этот космокорабль очутился на геостационарной орбите, то открыв окна космонавт увидит что его корабль неподвижен относительно Земли, и если он не будет далеко ходить, то может также подумать что он в ИСО.

[Toolt]

wrest в сообщении #1428783 писал(а):

Toolt в сообщении #1428782 писал(а):

А можно пример такой компенсации, а то непонятно, как это возможно?

Космонавт в космокорабле без окон и т.п.

Ну, это уже почти "лифт Эйнштейна", по-моему ТС имеет в виду нечто другое?

[wrest]

Toolt в сообщении #1428789 писал(а):

Ну, это уже почти "лифт Эйнштейна", по-моему ТС имеет в виду нечто другое?

Да, он имеет в виду какие-то низведанные\неведомые нам силы, но привести пример тут будет затруднительно, в виду как раз неизведонности\неведомости таких сил.

[misha.physics]

Спасибо всем за ответы.

pogulyat_vyshel в сообщении #1428748 писал(а):

ни какое-то тело, а любое

Да, я подразумевал, что любое, что-то вроде "силового поля", о котором писал Guvertod. Но я думал об ускорении не типа

Guvertod в сообщении #1428758 писал(а):

$k \vec{r}$

а вот возьмем проще, пусть имеется одномерная ИСО (мы знаем что это ИСО) и пусть относительно нее движется какая-то другая СО с постоянным ускорением $a$. Пусть на все тела действует какая-то сила и придает им то же ускорение $a$. Тогда все тела, рассматриваемые в ускоренной системе будут сохранять состояние движения и если мы не догадываемся об существовании вышеупомянутых сил, то будем считать эту систему инерциальной, а тела в ней свободными, а уже та первая система, которую мы назвали ИСО будет неинерциальной. Здесь речь не о том, что это за силы и как это реализовывается, а об самой идеи. Т.е. как мы можем сделать вывод, что данная СО является инерциальной. Хотя понятно, что ИСО в природе не существует, так что наверное это бессмысленная тема.

Pphantom в сообщении #1428749 писал(а):

Для инерциальности СО так должны вести себя все свободно движущиеся тела.

Значит, понятие свободного тела должно вводится безотносительно к ИСО, иначе получается замкнутый круг. Т.е. нам нужно ещё до определения ИСО знать, что данное тело является свободным. И поскольку на практике мы не можем взять все тела, то получается некая договоренность касательно ИСО.

Toolt в сообщении #1428782 писал(а):

А можно пример такой компенсации, а то непонятно, как это возможно?

Немного выше я привел пример такой компенсации в одномерных СО. Его можно обобщить, рассматривая силы, действующие вдоль одной прямой и СО, движущиеся с ускорением вдоль этой прямой.

Toolt в сообщении #1428789 писал(а):

Ну, это уже почти "лифт Эйнштейна", по-моему ТС имеет в виду нечто другое?

По сути, это и имею ввиду. Но лифт Эйнштейна, как я понимаю, касается компенсации тяготения (в данной точке и т.д.) переходом в свободно падающую СО. Я же имею ввиду абстрактные силы и произвольные ускорения СО, не только ускорение свободного падения.

wrest в сообщении #1428792 писал(а):

Да, он имеет в виду какие-то низведанные\неведомые нам силы, но привести пример тут будет затруднительно, в виду как раз неизведонности\неведомости таких сил.

Да, речь не об реализации таких сил, а о самой идеи ИСО.

Фактически, действительно, вопрос сводится в частном случае к свободному падению в поле тяготения. И главное здесь, как я понимаю, это заменить одно ускорение (неудачное выражение, но думаю, вы понимаете), связанное с силой другим ускорением, связанного с ускорением СО и потом считать, например, что гравитационных сил не существует, а свободно падающие СО в поле тяготения считать инерциальными (локально инерциальными, но это здесь не так важно). Если все как-то так и есть (?), то мой вопрос, в принципе, исчерпан на данном уровне понимания.

[Pphantom]

misha.physics в сообщении #1428836 писал(а):

И поскольку на практике мы не можем взять все тела, то получается некая договоренность касательно ИСО.

В некотором роде да, но вся наука базируется на подобных договоренностях. Вы во всех случаях основываете мнение о том, что объекты такого-то типа ведут себя так-то, на каком-то частном наборе результатов экспериментов/наблюдений, который в любом случае не покрывает все существующие объекты, возможности и т.п.

[wrest]

(Оффтоп)

misha.physics в сообщении #1428836 писал(а):

Я же имею ввиду абстрактные силы и произвольные ускорения СО, не только ускорение свободного падения.

Вот есть ускорения, с которыми от нас отдаляются далекие галактики. А сил, вроде, нет Я не знаю что тут с ИСО и неИСО

[Pphantom]

wrest в сообщении #1428860 писал(а):

А сил, вроде, нет

Вот это предположение неверно.