Inertialsystem
Ohne äußere Kräfte, keine Beschleunigung
Basiswissen
Ein Bezugssystem (Koordinatensystem) ist ein Inertialsystem, wenn jeder kräftefreie Körper relativ zu diesem Bezugssystem in Ruhe verharrt oder sich gleichförmig (unbeschleunigt) und geradlinig bewegt.[1][2]
Welcher Umkehrschluss gilt nicht?
- Ungültig ist der folgende Schluss:
- In einem Inertialsystem ist ein unbeschleunigter Körper immer kräftefrei.
- Man stelle sich im Weltraum ein Koordinatensystem vor.
- In diesem Koordinatensystem hängen zwei Magneten fest aneinander.
- Auf den Magneten wirken starke Kräfte von dem anderen Magneten.
- Dennoch kann er in dem Inertialsystem in Ruhe sein.
Wie ist kräftefrei definiert?
Kräftefrei bedeutet, dass der Körper keine Kräfte von anderen Objekten erfährt oder diese sich insgesamt aufheben, sodass die resultierende Kraft Null ist. Trägheitskräfte eines betrachteten bewegten Körpers gelten als eine sogenannte innere Kraft und werden bei der Beurteilung der Kräftefreiheit nicht mitgezählt. Kräftefrei heißt also: die Summe aller äußeren Kräfte ergibt 0. Siehe auch kräftefrei ↗
Relativität
Einsteins spezielle Relativitätstheorie zeigt, wie man Zeit- und Ortskoordinaten aus einem Inertialsystem in ein anderes umrechnen kann, sodass dabei die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit erhalten bleibt. Mehr dazu unter spezielle Relativitätstheorie ↗
Fußnoten
- [1] "Ein Inertialsystem (lat. inert: 'träge, untätig') ist ein besonderes Bezugssystem, in dem sich eine kräftefreie Masse gleichförmig geradlinig, also mit konstanter Geschwindigkeit, bewegt. Ein besonderes Inertialsystem ist das Ruhesystem (engl. rest frame), in dem sich die Masse relativ zum Beobachter in Ruhe befindet." In: der Artikel "Inertialsystem". Spektrum Lexikon der Astronomie. Stand 27. November 2024. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/inertialsystem/196
- [2] "Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem (d. h. durch dessen Koordinatenbrille betrachtet) jede kräftefreie Bewegung geradlinig gleichförmig erscheint". In: Franz Embacher: Spezielle Relativitätstheorie: Argumentationen zur Herleitung der wichtigsten Aussagen, Effekte und Strukturen. Dort das Kapitel "Das Kreuz mit dem Inertialsystem". Internetseite der Universität Wien. Stand 27. November 2024. Online: https://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/SRT/Inertialsystem.html