inertiajärjestelmillä

Inertiajärjestelmä tarkoittaa viitekehystä, jonka sisällä kappale, johon ei vaikuta ulkoisia voimia, liikkuu tasaisesti suoraan tai on levossa. Newtonin ensimmäinen lae toteaa, että ilman kokonaisvoimaa kappale jatkaa liikettään muuttumattomalla nopeudella. Näin ollen inertiaalijärjestelmä on sellainen kehys, jossa ei esiinny fiktiivisiä (pseudo) voimia.

Jos viitekehys kiihdyttää, kiertyy tai muuten muuttuu, siitä alkaa ilmetä fiktiivisiä voimia, jotka eivät perustu todellisiin vuorovaikutuksiin. Tällaisia ovat esimerkiksi Coriolis-voima ja centripetaalinen voima. Nämä voimat ovat riippuvaisia viitekehyksestä, eivätkä ne ilmene, kun tarkastelun kohteena on todelliset vuorovaikutukset.

Fysiikassa inertiaalisiin kehyksiin liittyy suhteellisuusteoreettinen näkökulma: erityisessä suhteellisuusteoriassa inertiaalijärjestelmät liittyvät toisiinsa vakavauhtisella liikkuvuudella, ja niiden väliset muunnokset ovat Lorentz- tai Galilei-muunnoksia. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan paikallisesti voidaan käyttää inertiakehystä, joka vastaa vapaasti putoavaa tilaa.

Sovelluksia on runsaasti. Inertianavigointijärjestelmät (INS) käyttävät kiihtyvyysmittareita ja gyroskooppia sekä usein GPS:ää tukeen; näitä järjestelmiä käytetään ilmailussa, meriliikenteessä, avaruustekniikassa ja robotiikassa. INS-laitteiden tuloksia päivitetään säännöllisesti ulkoisilla mittauksilla vähentäen drift-kertymää.

Rajoitteet: todelliset järjestelmät ovat harvoin täydellisiä inertiaalikehyksiä; mittausereistä johtuvat virheet ja ajan mittaan kasaantuvat, mikä vaatii korjauksia ja kalibrointia.