Inertiaaliseen

Inertiaalinen viitekehys on viitekehys, jossa Newtonin liikkeen lait ovat voimassa muodossa F = ma ilman ulkoisten voimasuureiden aiheuttamia fiktioita. Käytännössä kappale, joka on levossa suhteessa kehykseen, pysyy levossa, ja kappale, joka liikkuu tasaisella suoraviivaisella nopeudella, jatkaa liikkumistaan samassa suunnassa ja nopeudessa, ellei siihen vaikuta ulkoinen voima.

Erottelu inertiaalisiin ja ei-inertiaalisiin viitekehyksiin perustuu kiihtyvyyteen. Kiihdyttävä tai pyörivä kehys synnyttää fiktioita, kuten Coriolis- tai sentrifugaalivoimia, minkä vuoksi Newtonin lait tarvitsevat lisävoimien määritelmää kehystä vastaan. Näin ollen F = ma pätee suoraan vain inertiaalisissa kehyksissä.

Erityisessä suhteellisuusteoriassa inertiaaliset kehykset ovat toistensa suhteen tasavertaisia: lait näyttäytyvät samanlaisina kaikissa inertiaalikehyksissä, ja valon nopeus on vakio riippumatta katselukulmasta. Lakiensa muutos ei ole riippuvainen katsojan liiketilasta, vain muusta tasaisesta liikkeestä.

Käytännön merkitys: klassisessa mekaniikassa inertiaalinen viitekehys toimii perusmallina kaikkien liikkeen kuvauksille. Inertiaalinen kehys on tärkeä käsite suunnittelussa ja analyysissa esimerkiksi ajoneuvojen dynamiikassa, meriliikenteessä ja avaruustutkimuksessa. Mitoissa ja mittauksissa käytetään usein inertiaalisen kehyksen käsitettä, esimerkiksi IMU-laitteiden (kiihtyvyys- ja suuntausmittarit) tulkitsemisessa suhteessa jokapäiväiseen inertiaaliseen viitekehykseen.