Verwirrung über den Impuls in einem Trägheitsbezugssystem?

In meinen Notizen heißt es, dass die Gesamtimpulsänderung eines Trägheitsbezugssystems Null ist. Bitte sehen Sie sich das Bild unten an

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies hat verwirrt sein, weil

  • Ich verstehe, dass das Trägheitsreferenzsystem selbst per Definition nicht beschleunigen kann. Wenn also beispielsweise jemand aus seinem beschleunigenden Auto herausschaut, sieht er keinen Trägheitsreferenzrahmen.

  • Ich verstehe jedoch nicht, dass die Gesamtänderung des Impulses Null sein wird. Wenn jemand aus seinem Auto schaut, das sich jetzt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt (oder stationär oder was auch immer! Es ist jetzt ein Trägheitsreferenzrahmen), könnte er nicht sehen, dass ein Objekt, das er in seinem Trägheitsreferenzrahmen betrachtet, beschleunigt, weil es ein Netz gibt Krafteinwirkung davon? Sie beobachten zum Beispiel einen beschleunigenden Zug, der in ihrem eigenen Trägheitsbezugssystem beschleunigt?

Antworten (2)

Der Gesamtimpuls, von dem die Notizen sprechen, ist der Nettoimpuls aller Teilchen. Unabhängig davon, wie die Teilchen kollidieren oder miteinander interagieren, ist ihre Gesamtimpulsänderung 0, da die von den Teilchen aufeinander ausgeübten Kräfte innere Kräfte sind. Hier gibt es keine netto externen Kräfte. Wenn wir dieses System von einem nicht inertialen Bezugsrahmen aus beobachten würden, würde auf alle Teilchen eine Pseudokraft wirken, die eine äußere Kraft ist, und daher hätte es eine Änderung des Gesamtimpulses gegeben.

Ja, man kann sehen, wie ein Objekt in einem Trägheitsbezugssystem beschleunigt wird, wenn eine Kraft darauf ausgeübt wird. Aber in dem früheren Beispiel eines Teilchensystems gab es keine äußeren Nettokräfte. Von jedem Trägheitsbezugssystem aus bleibt der Nettoimpuls der Teilchen konstant. Aber von einem Nicht-Trägheitsrahmen aus kann man sehen, dass Objekte, die keine äußere Nettokraft in Bezug auf den Trägheitsrahmen erfahren , aufgrund der Pseudokraft beschleunigen. Beispiel: Ein auf dem Boden liegender Ball erfährt keine äußere Nettokraft. Egal aus welchem ​​Trägheitsrahmen Sie den Ball beobachten, er wird keine beschleunigte Bewegung haben. Beispiel: Ein Aufzug fährt mit konstanter Geschwindigkeit nach oben. Aber von einem nicht inertialen Rahmen aus scheint der Ball beschleunigt zu sein.

Ein Objekt, das in einem Trägheitsrahmen nicht beschleunigt, wird in keinem anderen Trägheitsrahmen beschleunigen, aber aufgrund der Pseudokraft in einem Nicht-Trägheitsrahmen.

Der Autor impliziert, dass innerhalb eines bestimmten Trägheitsreferenzrahmens und nur innerhalb dieses Referenzrahmens keine äußeren Kräfte wirken oder der Rahmen nicht träge wäre. Da dies der Fall ist, kann es innerhalb dieses Referenzrahmens nur dann zu einer Impulsänderung eines bestimmten Objekts kommen, wenn es aufgrund des 3. Newtonschen Gesetzes eine gleiche und entgegengesetzte Impulsänderung in dem Objekt gibt, das diese Änderung verursacht hat. Dementsprechend muss die Summe aller Impulsänderungen innerhalb des Trägheitsbezugssystems Null sein, was die Gleichung aussagt, um die Sie den Kasten gezeichnet haben.

Wenn Sie beispielsweise aus einem mit konstanter Geschwindigkeit fahrenden Autofenster schauen, versuchen Sie, ein Objekt zu beobachten, das sich außerhalb des angegebenen Trägheitsbezugssystems befindet. Diese Situation ist nicht die, die der Text beschreibt.