Обсуждение:Сила инерции

Уравнения движения

• Раздел «Уравнения движения» заполнен сложными формулами. Но уже первый «баян» начинается со слов: «Можно показать, что уравнения движения в неинерциальной системе отсчета имеют вид». При этом конечное уравнение (где вводится сила Кориолиса) вполне обозримо — но в нём есть опечатка (что такое написано в левой части?). Способ записи — с точками и апострофами — нетривиален и должен быть объяснён. На мой взгляд, следует или переизложить по компактному и общепринятому источнику (вроде Ландавшица или Арнольда) и тем самым ещё больше запутать не-физика (у Ландавшица используются уравнения Лагранжа), или, наоборот, сократить до уравнения с суммой сил и формул для каждой силы. Я бы предпочёл второе: аккуратно вывести уравнения, раз уж так надо, в отдельной статье, а здесь только краткий результат.
• К тому же у нас есть ещё один раздел, «Движение тела по произвольной траектории в неинерциальной СО», где баян ещё один раз выписан в слегка других обозначениях. Этот раздел предлагаю вообще удалить.

— Викидим (обс.) 19:24, 6 декабря 2019 (UTC)

• Я отпатрулировал изменения в формулах, не пытаясь их проверить. На мой взгляд, весь этот труднопроверяемый материал не должен быть изложен у нас по крайней мере четыре раза (дважды здесь, в Неинерциальная система отсчёта и в Сила Кориолиса. Поскольку возражений за месяц с лишним не поступило, удаляю второй раздел в этой статье. — Викидим (обс.) 23:08, 24 января 2020 (UTC)

Просьба указать страницы в ссылке на АИ.

Уважаемый Викидим! Не могли бы Вы подтвердить правомерность Вашего отката путём указания страниц в АИ, где можно было бы найти подтверждение правильности восстановленного Вами фрагмента статьи? Возможно, мои попытки обнаружить соотвествующий материал были безуспешными вследствие элементарной невнимательности. Мурад Зиналиев (обс.) 22:16, 23 января 2020 (UTC)

• Я не откатывал, а отменял — это разные вещи. Нужный Вам текст на с. 130 в издании 1967 года: [1]. — Викидим (обс.) 02:42, 24 января 2020 (UTC)

• Благодарю за ответ! Нашёл искомую информацию. Думаю, можно согласиться с замечаниями С. Э. Хайкина в отношении терминологии. Образные выражения «сопротивляться изменению» и «стремиться сохранить» — не вполне уместны, поскольку вызывает ассоциацию наличия некой «живой силы», реагирующей на воздействие.

Вместе с тем, было бы полезно привести в тексте ВП предложенную С. Э. Хайкиным формулировку:

«Как только начинает действовать сила, тотчас же начинается изменение скорости. И это изменение продолжается до тех пор, пока действует сила.

Ньютонова сила инерции является противодействующей: действует на ускоряющее тело со стороны ускоряемого тела. Вместе с тем, она не действует на ускоряемое тело, поскольку в этом случае сумма приложенной внешней силы и силы инерции Ньютона равна нулю — ускорение невозможно».

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 13:43, 24 января 2020 (UTC)

• По мне, это очевидное утверждение, уже высказанное в тексте в форме слова «противодействие»: если А давит на Б, то противодействие в русском языке осуществляет Б, конечно. Если Вы считаете, что это надо сказать явно, то давайте это скажем кратко «, действующая на ускоряющее тело со стороны ускоряемого тела» или что-то в этом роде. — Викидим (обс.) 17:21, 24 января 2020 (UTC)

• Сделано

Это утверждение противоречит сильному принципу эквивалентности сил гравитации и инерции

Утверждение «Различие между силами гравитации и силами инерции классической механики заключается в невозможности устранения сил гравитации в конечной области пространства-времени переходом к какой-либо системе отсчёта» противоречит сильному принципу эквивалентности сил гравитации и инерции:

В каждой точке пространства-времени в произвольном гравитационном поле можно выбрать «локально-инерциальную систему координат», такую, что в достаточно малой окрестности рассматриваемой точки законы природы будут иметь такую же форму, как и в не ускоренных декартовых системах координат СТО, где под «законами природы» подразумевают все законы природы (Вайнберг C. Гравитация и космология. — М.: Мир, 1975. — С. 81. — 696 с.).

По-видимому, для его дальнейшего пребывания в тексте статьи необходимо указать очень АИ. Мурад Зиналиев (обс.) 23:52, 24 января 2020 (UTC)

• Мне наша фраза не нравится, но технически она правильна: там есть слова «классической механики». Эквивалентность сил гравитации и инерции лежит за пределами классической механики. — Викидим (обс.) 02:53, 25 января 2020 (UTC)

• В этом случае возникает закономерный вопрос: «Что служит пределом, отделяющий классическую механику от теории относительности?»

Или всё-таки классическая механика является частным случае ТО и на неё распространяется сильный принцип эквивалентности сил гравитации и инерции?

С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 12:25, 25 января 2020 (UTC)

• • Согласно принципу соответствия каждая теория при каких-то условиях переходят в уже доказанную теорию. На пример, квантовая механика переходит в класическую при S>>ħ, или ОТО переходит при u<<c и Ф/c²<<1. Просто в указанных пределах разница межу классической механикой и ОТО может быть меньше погрешности наших приборов.— YushinSasha (обс.) 06:49, 18 сентября 2021 (UTC)

Незаконченное утверждение

В разделе «Движение в неинерциальной СО» в 6—м абзаце находится незаконченное утверждение:

Следующая сила, определяемая как:

Мурад Зиналиев (обс.) 00:32, 25 января 2020 (UTC)

• Этот раздел надо полностью переписать, убрав «баяны» (длинные формулы). Там наверняка полно ошибок; если эти уравнения и имеют энциклопедическую ценность, то только в форме отдельной статьи, ср. Уравнения Максвелла (а отсюда сделать ссылку). Если хотите, давайте такую статью напишем; надо только выбрать учебник (я бы предпочел Ландавшица). Чинить по одной строке смысла не вижу, такие формулы — надёжная площадка для бессмысленных споров и вандализма. — Викидим (обс.) 03:03, 25 января 2020 (UTC)

• Ваша идея мне видится привлекательной и практичной. Благодарю за приглашение к сотрудничеству и с энтузиазмом его принимаю! Мне не удастся посвятить проекту всё имеющееся в моём распоряжении время: есть ещё несколько статей, ожидающих завершения. Но ведь будут другие участники проекта, более опытные во многих отношениях. Для начала попробую подыскать в АИ имеющийся на эту тему материал. Когда Вы предполагаете начать работу? С почтением, Мурад Зиналиев (обс.) 13:10, 25 января 2020 (UTC)

• У Вас есть первый том Ландавшица? Нужный нам материал — в § 39. Это всего-навсего две странички текста и полтора десятка формул: проще, чем у нас сейчас и заведомо правильно (при том, что у нас вывода формул нет). Царской дороги в физике нет, потому простота этих формул опирается на сложность оснований. Принцип наименьшего действия, Лагранжиан, Уравнение Эйлера — Лагранжа у нас вполне прилично изложены. На них и обопрёмся. — Викидим (обс.) 19:57, 25 января 2020 (UTC)

• Прочёл материал. Изложение изящное и лаконичное, с пояснениями. На каком поле будем верстать текст? Мурад Зиналиев (обс.) 02:46, 26 января 2020 (UTC)

• Я предлагаю сразу начать новую статью, Уравнения движения в неинерциальной системе координат. Проставим {{subst:L}} и, если надолго не будем прерываться, под этим шаблоном и закончим. Если боитесь, что придется прерваться более чем на 3 дня, то можно и в черновике, у меня или у Вас, мне всё равно. Но лучше прямо в ОП, благо заготовку написать несложно (это уравнение 39,7 и пояснения к нему). — Викидим (обс.) 05:00, 26 января 2020 (UTC)

• В общем пространстве есть преимущество — может, кто-то ещё присоединится к работе. Завтра вечером у меня будет возможность выкроить время под этот проект. Мурад Зиналиев (обс.) 19:58, 27 января 2020 (UTC)

• Написал статью Уравнения движения в неинерциальной системе отсчёта с компактным (10КБ) выводом формул для эйлеровых сил инерции, после чего убрал раздел об уравнениях из этой статьи. Если теперь где ссылка и будет нужна, то можно просто сослаться на отдельную статью. — Викидим (обс.) 10:33, 28 января 2020 (UTC)

В выводе примера №3 находится противоречие 3—му закону Ньютона

В примере №3, в той части, что касается неизменно инерционной системы отсчёта, одно тело (ремень) действует на другое (пассажир). При этом, как и положено, в соотвествии в третьи законом Ньютона, возникает ньютонова сила инерции противодействия. Приложенная сила воздействия ремня при этом абсолютно реальная и даже производит работу по преодолению противодействия ньютоновой силы инерции. Вот соотвествующая цитата:

С точки зрения наблюдателя, находящегося в произвольной неизменно инерциальной системе отсчёта (например, связанной с дорогой), пассажир теряет скорость в результате действия на него силы со стороны ремня. Благодаря этой силе возникает отрицательное ускорение пассажира. Проделанная работа вызывает уменьшение кинетической энергии пассажира.

Однако в выводе содержится отрицание действия третьего закона Ньютона:

Ясно при этом, что никаких сил инерции в неизменно инерциальной системе отсчёта не возникает ...

Очевидно, для устранения возникшего противоречия в примере №3 необходимо сократить текст, оставив лишь описание неинерциальной системы отсчёта, и изменить вывод:

Пассажир едет в легковом автомобиле с постоянной скоростью. Пассажир — тело, автомобиль — его система отсчёта (пока инерциальная), то есть Fr=0. Автомобиль начинает тормозить и превращается для пассажира во вторую рассмотренную выше неинерциальную систему, к которой навстречу её движению приложена сила торможения FR. В этой неинерциальной системе отсчёта возникает сила инерции, приложенная к пассажиру и направленная противоположно по отношению к ускорению автомобиля (то есть по его скорости): Ie. Сила инерции стремится вызвать в данной системе отсчёта движение тела пассажира по направлению к ветровому стеклу. Однако движению пассажира препятствует ремень безопасности: под действием тела пассажира ремень натягивается и с соответствующей силой воздействует на пассажира. Эта реакция ремня уравновешивает силу инерции и пассажир в системе отсчёта, связанной с автомобилем, ускорения не испытывает, оставаясь неподвижным относительно автомобиля в процессе всего торможения. В описанной неинерциальной системе отсчёта отсутствует сила действия: к пассажиру не приложена сила со стороны другого тела. Возникшая сила инерции является Эйлеровой и, по существующему в механике определению, силой не является.

См. аналогию в разделе «Примеры использования»: неинерциальная система отсчёта — ускоряющийся автомобиль.

Мурад Зиналиев (обс. 01:40, 25 января 2020 (UTC)

• Этот пример не содержит ссылок на ВП:АИ, его проще всего вообще удалить. Примеры должны быть приведены по АИ. — Викидим (обс.) 03:07, 25 января 2020 (UTC)

• По признаку отсутствия ссылок придётся удалить большую часть обсуждаемой статьи. Быть может это и есть правильное решение. Нужно подумать. Пока что, предлагаю устранить одно конкретное внутреннее противоречие в тексте статьи: привести пример №3 в соответствие разделам «Ньютоновы силы инерции» и «Примеры использования». Мурад Зиналиев (обс.) 03:48, 25 января 2020 (UTC)

• Статья давным-давно содержала самую разнообразную ахинею. То, что попроще, несколько редакторов, включая меня, переписали по АИ. Я остановился как раз на разделе «Эйлеровы силы инерции». Явные ошибки из этого раздела также были убраны, но он сейчас содержит много ненужного. В частности, терминологические мелочи, на которые Вы обратили внимание, лучше просто убрать, так как по сути утверждение становится очевидным (если речь об эйлеровых) или ошибочным (если речь о ньютоновых) в зависимости от определения «силы инерции». В любом из этих двух случаев оно не нужно. — Викидим (обс.) 04:50, 25 января 2020 (UTC)

• Больше всего в этой истории меня беспокоит то обстоятельство, что в противоречивом материале попробует разобраться песпективный школьник. Естественно ничего не поймёт, получит дозу негатива и комплекс неполноценности со всеми вытекающими из этого последствиями для себя и для науки. Поэтому предлагаю убрать из текста эту конкретную грубую ошибку. Как это лучше и быстрее сделать? Мурад Зиналиев (обс.) 13:20, 25 января 2020 (UTC)

• Удалите фразу, и дело с концом. Вряд ли кто будет возражать. — Викидим (обс.) 19:43, 25 января 2020 (UTC)

Обозначения сил не соотвествуют общепринятым

Необходимо приложить дополнительные усилия для того, чтобы разобраться в его содержании: вектора сил именованы при помощи строчных букв латинского алфавита, которые традиционно применяются для описания ускорений. Мурад Зиналиев (обс.) 13:57, 25 января 2020 (UTC)

• Нужно написать новую статью об уравнениях движения в неинерциальной системе координат, по АИ. Оттуда конечную формулу притащим сюда, а здешние выкинем. Я предложил писать по Ландавшицу. Вы согласны? Это займёт несколько месяцев. — Викидим (обс.) 19:41, 25 января 2020 (UTC)

• Согласен, Ладавшиц — отличный АИ. Действительно, по нему можно сделать красивую статью об уравнениях движения в неинерциальной СО, а затем вывести краткое словесное описание использованных принципов и конечную формулу в соотвествующий раздел Силы инерции. Пользователи ВП будут в восторге! Мурад Зиналиев (обс.) 02:41, 26 января 2020 (UTC)

Давайте приостановимся

@Мурад Зиналиев: Отклонил серию Ваших последних правок. Причины самые разнообразные: (1) на карусели для стороннего наблюдателя, который в ИСО, как раз нет никаких сил инерции. (2) даламберова сила - это математическая фикция, в природе не наблюдаемая по определению. И т. д. Давайте такие большие изменения обсуждать здесь на СО. Также поможет, если Вы начнёте вносить изменения с указанием источников. — Викидим (обс.) 06:38, 26 января 2020 (UTC)

Заглавная картинка

Картинка с каруселью очень загадочна. Предлагаю заменить на сцену аварии, где манекены в СО автомобиля движутся за счёт эйлеровой силы инерции. — Викидим (обс.) 06:45, 26 января 2020 (UTC)

• Да, пожалуй, карусель — это наивный, сицевый, вчерашний день. Кроме всего прочего, центробежная сила на карусели — это всего лишь сила натяжения цепей, на которых подвешены кресла. Картину делает неоднозначной действующая сила притяжения.

А манекены в сцене аварии — вполне современны (эксперимент, технологии, материалы), а также успешно иллюстрируют (в неинерциальной системе отсчёта «тормозящий автомобиль») возникновение вполне себе однозначного эффекта — эйлеровой силы инерции.

Голосую за замену. Мурад Зиналиев (обс.) 19:44, 27 января 2020 (UTC)

А чем вам не нравится картинка с каруселью? Чем именно она загадочна? --VladVD (обс.) 20:00, 27 января 2020 (UTC)

• Идея, что центробежная сила - это сила инерции, неочевидна. В отличие от автомобиля, неочевидна и НСО. Возможно, надо просто добавить пояснения. — Викидим (обс.) 01:42, 28 января 2020 (UTC)

• То, что центробежная сила является силой инерции есть факт широко известный. В случае вращающейся карусели НИСО, вращающаяся вместе с каруселью, выделена среди всех НИСО самым очевидным образом. --VladVD (обс.) 11:59, 28 января 2020 (UTC)

• Хорошо, попробую при случае слегка поменять подпись, а картинку оставить. Вас тогда пропингую. — Викидим (обс.) 17:10, 28 января 2020 (UTC)

• @VladVD: Попробовал. — Викидим (обс.) 20:36, 30 января 2020 (UTC)

Силы в классической механике?

Я хотел бы этот раздел убрать. Он содержит общие утверждения о силах, которым если и есть место, то в статье Сила (физика). Никакой специфики для сил инерции там нет. @VladVD: — Викидим (обс.) 10:34, 28 января 2020 (UTC)

Раздел содержит сведения о наиболее общих и неотъемлемых свойствах сил в классической механике. Он крайне необходим для понимания фундаментальных различий между тем, что называется силами в механике с одной стороны, и силам инерции с другой. --VladVD (обс.) 12:00, 28 января 2020 (UTC)

• Понял и согласился. Может, эту цель из последнего параграфа раздела перенести в первый (или продублировать). Цель раздела станет понятнее. — Викидим (обс.) 17:08, 28 января 2020 (UTC)

Движение в неинерциальной СО

Планирую полностью заменить раздел (и сменить название) на рассказ о трёх компонентах эйлеровых сил инерции (переносное ускорение, сила Кориолиса, центробежная сила). — Викидим (обс.) 10:48, 28 января 2020 (UTC)

• Сделано — Викидим (обс.) 01:49, 29 января 2020 (UTC)

Общий подход к нахождению сил инерции

Мне непонятен смысл формул в разделе "Общий подход к нахождению сил инерции". С виду это переписанный в каких-то обозначениях (по Хайкину?) частный случай поступательного ускорения НСО. Эта ситуация тривиальна и разобрана выше, потому я хотел бы этот раздел удалить. — Викидим (обс.) 04:29, 30 января 2020 (UTC)

• За полгода возражений не было, удалено. — Викидим (обс.) 05:19, 30 сентября 2020 (UTC)

Ньютон или Лагранж?

Подход, выбранный в качестве основы в разделе «Эйлеровы силы инерции», представляется не самым удачным. Действительно:

• Исходное уравнения содержит член ${\frac {\partial U}{\partial \mathbf {r} }}$, что сразу же огранивает рассмотрение только случаем потенциальных сил. Ясно, что ведение такого ограничения в данном случае не может быть оправдано.
• Уравнение Эйлера не изучают ни в школе, ни на младших курсах университетов. Соответственно, круг читателей, которые смогут понять раздел, оказывается сильно и безосновательно сужен.
• Использование уравнения Лагранжа вместо гораздо более широко известного 2-го закона Ньютона (ЗН) создаёт ложное впечатление о том, что без Лагранжа невозможно ни ввести силы инерции, ни понять их происхождение и свойства.
• Подход, используемый в разделе, распространён гораздо менее, чем традиционный, основанный на 2-м ЗН и связи между ускорениями в ИСО и НИСО. --VladVD (обс.) 14:22, 30 января 2020 (UTC)

С учётом сказанного выше предлагаю в качестве исходного уравнения использовать уравнение 2-го ЗН, внеся при этом необходимые изменения и пояснения в обозначения. Остальное можно не изменять. --VladVD (обс.) 14:25, 30 января 2020 (UTC)

• Не буду возражать. На мой взгляд, в этом вопросе (и многих других хотя бы слегка сложных в вычислительном аспекте) изложение по Лагранжу понятнее и короче: я проверил выкладки и почти уверен, что у Ландавшица нет опечаток, а вот поиск ошибок в «баянах» в учебниках при подходе по 2 ЗН был в моей молодости вполне плодотворным занятием, за которое можно было получить разные бонусы от лектора. Но столь же неоспорим и факт, что в простых практических задачах школьного уровня 2 ЗН требует меньше пояснений. Так что для меня это вопрос вкуса, а консенсус был в использовании ЗН. В Уравнения движения в неинерциальной системе отсчёта нужно будет добавить перевод на язык ЗН. — Викидим (обс.) 18:23, 30 января 2020 (UTC)
  • Прошу при этом сохранить векторную нотацию без стрелочек (и лучше бы без точек тоже). — Викидим (обс.) 20:27, 30 января 2020 (UTC)

Пока не выбрано АИ под «традиционный метод изложения» — невозможно оценить сравнительные преимущества и недостатки двух методов

Отбросив Лившица «из принципа», не повторим ли мы участь главных героев сказки о золотой рыбке? Мурад Зиналиев (обс.) 22:01, 30 января 2020 (UTC)

• Тут у нас не будет проблем. В этой статье должно использоваться лишь конечное уравнение (1) из Уравнения движения в неинерциальной системе отсчёта. В какой форме его здесь записать — дело десятое. Чтобы уравнение стало формулой из 2 ЗН, достаточно dv/dt заменить на a, а градиент потенциала — на F. Нашей с Вами задачей будет обоснование этого перехода конце статьи Уравнения движения в неинерциальной системе отсчёта. При этом вывод уравнения трогать нельзя: попытка его внятно записать через ЗН, без лагранжианов — трудная задача и бессмысленная растрата сил, недаром у нас до сих пор вывода вообще нигде не было, а было размахивание руками — при этом длиннее, чем нынешний вывод. По Лагранжу вообще всё проще, но невозможно объяснить «на пальцах», почему школьные учебники и вынуждены использовать ЗН. — Викидим (обс.) 22:42, 30 января 2020 (UTC)
• В принципе, я бы предпочёл, чтобы изложение этого и других нетривиальных аспектов классической механики велось по Лагранжу, но аргумент У:VladVD о том, что такое изложение делает материал школьной программы недоступным для школьников, имеет смысл. Баланс в этом смысле прост: вывод уравнений движения в НСО не входит в школьную программу, там можно делать так, как проще, а вот силы Кориолиса и центробежная — входят, формулы для них должны быть школьнику понятны без чтения за пределами школьной программы. — Викидим (обс.) 23:07, 30 января 2020 (UTC)

О выделении теоремы о сложении ускорений в отдельную статью

Предлагаю поучаствовать в обсуждении, так как эту статью оно тоже может затронуть. adamant.pwn — contrib/talk 22:39, 31 января 2020 (UTC)