Чтобы определить, является ли система отсчета инерциальной, нужно обратиться к основному признаку инерциальных систем: в них тела сохраняют состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на них не действуют внешние силы или если сумма внешних сил равна нулю.
1) Автомобиль движется равномерно по прямолинейному участку шоссе.
- В этом случае автомобиль движется с постоянной скоростью по прямой линии, и на него не действуют силы, изменяющие его скорость или направление движения. Поэтому система отсчета, связанная с автомобилем, является инерциальной. Это классический пример инерциальной системы, где выполняется закон инерции Ньютона.
2) Автомобиль разгоняется по прямолинейному участку шоссе.
- При разгоне автомобиль изменяет свою скорость, что означает наличие ускорения. Это ускорение обусловлено действием внешней силы (например, силы тяги двигателя). Следовательно, система отсчета, связанная с автомобилем, не является инерциальной, так как в ней наблюдается ускоренное движение.
3) Автомобиль движется равномерно по извилистой дороге.
- Хотя скорость может оставаться постоянной по величине, направление движения автомобиля постоянно меняется из-за извилистости дороги. Это означает наличие центростремительного ускорения, даже если величина скорости постоянна. Поэтому система отсчета, связанная с автомобилем в этом случае, также не является инерциальной.
4) Автомобиль по инерции вкатывается на гору.
- При движении по инерции автомобиль не ускоряется за счет внешних двигательных сил, однако движение на гору связано с изменением скорости из-за действия гравитации и сопротивления. Это движение происходит с замедлением, так как потенциальная энергия увеличивается, а скорость уменьшается. Таким образом, система отсчета, связанная с автомобилем, в этом случае также не является инерциальной из-за наличия ускорения.
Итак, из всех перечисленных случаев только в первом случае система отсчета, связанная с автомобилем, является инерциальной.