在实际问题中常常要在非惯性系中观察和处理物体的运动现象,为此引入惯性力的概念。设S系(非惯性系)相对S系(惯性系)平动,加速度为a。质点m在s系和s系的加速度分别为a。,a由伽俐略变换有a=a+a在S系:F=ma, =ma, +ma符合牛顿第二定律F-ma。=ma,在S系:不符合牛顿第二定律在S'系中观察,除了实际力F外,质点还受一个大小和方向由一ma。表示的力,并将此力计入合力,即:引入虚拟力或惯性力F。= -ma则 F+F=mar牛顿第二定律形式上成立
设 S'系( 非惯性系 ) 相对S 系( 惯性系 ) 平动,加 速度为 ae 。 质点 m 在 S 系和S ' 系的加速度分别为 由伽俐略变换有 aa ar ae aa ar , 在实际问题中常常要在非惯性系中观察和处理物体的运动现象, 为此引入惯性力的概念。 在S 系: F maa mar mae 符合牛顿第二定律 在S'系: F mae mar 不符合牛顿第二定律 0 r F F ma 则 牛顿第二定律形式上成立。 在 S' 系中观察,除了实际力 外,质点还受一个大 小和方向由 表示的力,并将此力计入合力,即: 引入虚拟力或惯性力 F mae 0 F e ma
说明1惯性力不是力,其只是参考系的非惯性运动的表观显示或者说是物体的惯性在非惯性系中的表现2)惯性力是虚拟力,没有施力者,也没有反作用力。不满足牛顿第三定律
说明 惯性力不是力,其只是参考系的非惯性运动的表观显示或 者说是物体的惯性在非惯性系中的表现。 1) 2) 惯性力是虚拟力,没有施力者,也没有反作用力。不满足 牛顿第三定律
例2-5质量分别为m,和m,的两物体用轻细绳相连接后,悬挂在一个固定在电梯内的定滑轮的两边。滑轮和绳的质量以及所有摩擦均不计。当电梯以o=g/2 的加速度下降时,求mi和 m2的加速度和绳中的张力。解1取电梯为参考系a对m,有mig-T-mao = ma公T对m,有m2g - T-mzao =-mzamgTtm-m2(g -ao)a'=migm, +m22m,mz(g -ao)aoT图2-5mi +m2a, = a'+aoaz =-a'+ao
T T ' 1 1 0 1 m g T m a m a ' 2 2 0 2 m g T m a m a 解 0 a 取电梯为参考系 a ' m1g m2g O' 对m1有 对m2有 ' ( ) 0 1 2 1 2 g a m m m m a ( ) 2 0 1 2 1 2 g a m m m m T 1 0 a a'a 2 0 a a'a 例 2-5 质量分别为 m1和 m2的两物体用轻细绳相连接后,悬挂在一个固 定在电梯内的定滑轮的两边。滑轮和绳的质量以及所有摩擦均不计。当电 梯以 a0=g/2 的加速度下降时,求m1和 m2的加速度和绳中的张力。 图 2-5 a '
2.转动参考系中的惯性力一木块静止在一个水平匀速转动Q的转盘上,转盘相对地面以角速度の,m分析在转动参照系的惯性力。木块作匀速圆周运动地面参照系:f向心 =man向心= f静摩擦=一mr の2转盘参照系:a'=0木块静止不动,即*ZF=ma'= 0 =F真实力+了惯性力AC惯性力=-F擦=mrの2=—J静摩擦真实力一惯性离心力I惯性力=一ma即:惯性离心力=一向心力
2. 转动参考系中的惯性力 一木块静止在一个水平匀速转动 的转盘上,转盘相对地面以角速度, 分析在转动参照系的惯性力。 地面参照系: 木块作匀速圆周运动 ma n f向心 f向心 f静摩擦 m 2 r 转盘参照系: 木块静止不动,即 a ' 0 F ma' 0 * F真实力 f惯性力 f惯性力 F真实力 * f静摩擦 mr rˆ 2 n f ma * 即: 惯性力 ——惯性离心力 惯性离心力 = – 向心力 m r
d+麻来业大$2.3力的空间累积效应机械能守恒定律