ФІЗИКА ДЛЯ БАКАЛАВРІВ. МЕХАНІКА
2. ОСНОВНІ ЗАКОНИ ДИНАМІКИ
2.1. Інерційні системи відліку. Перший закон Ньютона
Як відзначалося в кінематиці, для опису руху тіл принципово можна користуватися будь-якими системами відліку. При цьому в довільній системі відліку характер руху тіла (зміна швидкості з часом, форма траєкторії, тощо) визначається не лише дією інших тіл, а й властивостями системи відліку. Тож рух даного тіла в різних системах відліку може бути складнішим, або простішим (до прикладу, видимий рух планет на небосхилі, тобто відносно Землі, є дуже складним, тоді як відносно Сонця він відбувається по простих еліптичних траєкторіях). Але існують такі системи відліку, в яких характер руху тіла визначається тільки дією на нього з боку інших тіл. Такі системи називаються інерційними системами відліку (ІСВ).
Особливості ІСВ відображує перший закон Ньютона, за яким
в інерційній системі відліку тіло за відсутності взаємодії з іншими тілами зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху.
Рух вільного тіла називається рухом за інерцією, тож і перший закон Ньютона інакше називають законом інерції.
В інерційних системах відліку простішими, ніж в інших, є закони руху не лише вільних, а будь-яких інших тіл. Тому в науці при розгляді руху інерційні системи відліку є переважними. Але в зв'язку з цим виникає наступне питання. Інерційність системи відліку визначається характером руху в ній вільного тіла, але абсолютно вільних тіл у природі принципово не існує. Отже, теоретично довести інерційність тої, чи іншої системи відліку неможливо. Це є питанням досліду, і саме дослід свідчить, що такі системи відліку існують (у зв’язку з цим деякі автори трактують перший закон Ньютона як аксіому про існування інерційних систем відліку). Численні спостереження показують, що з гранично великою точністю інерційними можна вважати системи відліку, пов’язані із віддаленими “нерухомими” зірками та з Сонцем, а також такі, що рухаються відносно зірок поступально, рівномірно та прямолінійно, тобто без будь-яких прискорень. Що ж до систем відліку, пов’язаних із Землею, які найчастіше використовують на практиці, то їх можна вважати інерційними лише наближено через наявність у них невеликих прискорень зумовлених обертанням Землі навколо власної осі та орбітальним рухом навколо Сонця.