на мяч в системе отсчета машины, является результатом «отрицательного ускорения» машины по отношению к дороге.
Теперь рассмотрим случай, когда машина поворачивает влево с постоянной скоростью. Это рис. 1.3, который мы воспроизводим ниже (➙ рис. 5.2)
Мяч катится вправо, то есть на него действует сила, направленная вправо.
Уточним:
• по отношению к дороге машина поворачивает налево;
• мяч стремится сохранить прямолинейную траекторию по отношению к дороге;
• следовательно, мяч катится вправо по отношению к машине, что хорошо видно на рис. 5.2.
Рис. 5.2 – Машина в процессе поворота налево
Иначе говоря, сила, направленная вправо и действующая на мяч в системе отсчета машины, возникает из-за «ускорения влево» машины по отношению к дороге.
В обоих случаях машина приобретает ускорение в инерциальной системе отсчета (дороге), что вызывает «обратное ускорение» мяча по отношению к машине: если машина ускоряется влево по отношению к дороге, мяч ускоряется вправо по отношению к машине. Если машина «ускоряется назад» (тормозит) по отношению к дороге, мяч «ускоряется вперед» по отношению к машине.
Следовательно, в системе отсчета машины «псевдоизолированный объект», которым является мяч, испытывает ускорение a→;, противоположное ускорению a→;e машины по отношению к инерциальной системе отсчета дороги.
Мы запишем это как a→; = –a→;e. Ускорение a→;e называется «переносным ускорением».
Поскольку мы хотим привести это к уравнению F→; = ma→;, получается, что F→; = –ma→;, это сила, действующая на изначально неподвижный мяч внутри машины. Ее называют силой инерции переноса и обозначают F→;ie.
«Фиктивная» сила?
Мы видим, что эта сила не связана с материальным окружением и отражает лишь некоторую точку зрения (человека в машине). Но мяч только продолжает прямолинейное равномерное движение по отношению к дороге. Человек, стоящий у края дороги, увидит, что мяч просто катится прямо, в то время как машина поворачивает налево.
И нам хочется назвать эту силу фиктивной, кажущейся, которой на самом деле не существует. Однако для человека в машине, который наблюдает странные перемещения мяча, эта сила отнюдь не фиктивна, и мы склонны дать ей название псевдосилы.
В предыдущем примере мы говорили о силе инерции переноса. С помощью других, более общих примеров мы обнаружим другие силы инерции того же происхождения, но с несколько другими последствиями. Их беглый обзор мы сделаем в следующих абзацах.
Запомним: «сила инерции» – это сила, возникающая при движении в неинерциальной системе отсчета по отношению к другой системе отсчета, которая является инерциальной. Она является псевдосилой в том смысле, что не зависит от материальной окружающей среды, а присуща рассматриваемой системе отсчета.
Подведем итог с помощью примера довольно близкого к предыдущим: предположим, что человек