5.14: Eylemsiz Referans Çerçeveleri

Newton'un birinci yasası genellikle bir referans çerçevesi hakkında bir ifade olarak kabul edilir. Bu, özel bir tür referans çerçevesini belirleme yöntemi sağlar: eylemsiz (atalet) referans çerçevesi. İlke olarak, bir cismin üzerindeki net kuvveti sıfır yapabiliriz. Eğer o cismin bir çerçeveye göre hızı sabit ise, o çerçeve ataletlidir denir. Bu nedenle, tanım gereği, atalet referans çerçevesi, Newton'un birinci yasasının geçerli olduğu bir referans çerçevesidir. Newton'un birinci yasası, sabit hızdaki cisimlere uygulanır. Bu gerçekten hareketle aşağıdakileri çıkarabiliriz:

Ataletli bir çerçeve ile sabit hızda hareket eden bir referans çerçevesi de ataletlidir.

Ataletli çerçeveler doğada yaygın mıdır? Çıkarsama yapmak, en uzaktaki veya "sabit" yıldızlara göre hareketsiz bir referans çerçevesinin, deneysel hata sınırları içinde ataletli olduğunu göstermiştir. Bu sabit-yıldız çerçevesine göre düzgün hareketli tüm çerçeveler de ataletlidir. Örneğin, Güneş'e bağlı olan dönmeyen bir referans çerçevesi pratik amaçlar için ataletli sayılır, çünkü bu çerçevenin sabit yıldızlara göre hızı 10¹⁰'dan fazla değişmez. Dünya kendi ekseni etrafında döndüğü ve Güneş çevresinde döndüğü için sabit yıldızlara göre ivme kazanır; bu nedenle yüzeyine bağlı olan bir referans çerçevesi eylemsiz değildir . Ancak, çoğu problemde, bir noktanın Yer yüzeyindeki sabit yıldızlara göre ivmesi göreceli küçük olduğundan (< 3.4 x 10^-2 m/s²) böyle bir çerçeve ataletli bir çerçeveye göre doğru bir yaklaşım olarak değerlendirilir. Bu nedenle, Yer üzerinde sabitlenmiş referans çerçevelerini, aksi belirtilmedikçe ataletli olarak kabul ederiz. Son olarak, belirli bir ataletli çerçeve diğerlerinden daha özel değildir. Doğanın yasaları açısından, tüm ataletli çerçeveler eşittir. Bir sorunu analiz ederken, sadece kolaylık temelinde bir ataletli çerçeveyi herhangi bir diğerine seçeriz.

Bu metin, Openstax, University Physics Volume 1, Section 5.2: Newton'un Birinci Yasası'ndan uyarlanmıştır.

Newton yasalarının geçerli olduğu referans çerçevesine eylemsiz referans çerçevesi denir. Bu referans çerçevesine göre nesne hareketsiz kalmaya veya sabit bir hızla hareket etmeye devam eder.

Hareket halindeki bir araba düşünün. Yolcu, Dünya'ya göre araba ile birlikte hareket ediyor. Araba aniden durduğunda, yolcu kendisine etki eden net bir kuvvet olmamasına rağmen ileri doğru bir itme yaşar.

Yolcu arabaya göre ileri doğru hareket etse de, Dünya'ya göre hızı korunur.

Yolcunun ataleti, Newton'un birinci hareket yasası nedeniyle Dünya'ya göre hızını koruma eğilimindedir. Burada, Dünya'ya bağlı referans çerçevesi, eylemsiz bir referans çerçevesi olarak düşünülebilir.

Dünya'nın hızı, dönüşü ve dönüşü nedeniyle sabit olmasa da, nesnelerin Dünya yüzeyindeki hareketi üzerindeki etkileri ihmal edilebilir olduğundan, eylemsiz bir çerçeve olarak yaklaşık olarak tahmin edilebilir.