Inertialsystemer

Inertialsystemer, eller inertiell referanserystemer, er referanserammer hvor en legeme som ikke utsettes for ytre krefter beveger seg med konstant hastighet i en rettlinjet bane. I praksis betyr dette at Newtons første lov gjelder: en kropp i hvile forblir i hvile, og en kropp i bevegelse fortsetter med konstant fart i en rett linje, med mindre kraftpåvirkning endrer bevegelsen. I den Newtonske tidsalder ble dette sett på som en grunnleggende egenskap ved universet.

Innen klassisk mekanikk er alle inertialsystemer forbundet gjennom Galilei-transformasjoner, som tillater at posisjon og hastighet tillegges en konstant translasjonsvekt. Det medfører at hastigheter kan legges til systemets egen bevegelse uten å endre de fysiske lovene som gjelder i rammen. Denne tilnærmingen forutsetter at tidsmålingen er felles og at rommet er homogent og isotropt.

Ikke-inertialske rammer oppstår når referansesystemet akselererer eller roterer. I slike rammer opptrer fiktive krefter, som krefter som ligner på Coriolis- eller sentrifugalkrefter, selv om det ikke virker ytre krefter i observatørens ramme. Eksempler inkluderer et kjøretøy som akselererer, eller en roterende plattform.

I relativitetsteorien endres bildet: i spesiell relativitet er alle inertiellrammer relatert ved Lorentz-transformasjoner og hastigheten til lys er konstant i alle slike rammer. I generell relativitet er det lokale inertialske rammer et viktig konsept, men et globalt inertialsystem kan ikke defineres i et tydelig tyngdefelt.

Anvendelser av inertialsystemer er utbredt i fysikk og ingeniørfag: de underbygger klassisk mekanikk, design av eksperimenter, og teknologier som satellittnavigasjon og GPS, der både Newtonske og relativistiske effekter må tas i betraktning for presise målinger.