Inertialsystem einfach erklärt?
Kann mir das jemand erklären?
2 Antworten
Hallo diecooleperson1,
ein Inertialsystem ist ein spezielles Koordinatensystem. Gegenüber anderen Koordinatensystemen zeichnet es sich dadurch aus, dass in ihm keine Trägheitskräfte auftreten.
Ein Koordinatensystem Σ stelle ich mir gern von einer Uhr U aus definiert vor. Stell Dir als Beispiel eine Bahnhofsuhr vor. Ihr Zifferblatt ist so ausgerichtet, dass man es vom Zug aus ablesen kann. Diese Fahrtrichtung nehmen wir als x- Richtung, die Richtung von rechts nach links (von der '3' zur '9') als y- Richtung und die Vertikale als z- Richtung.
Abb. 1: Jede Position relativ zu U ist Diagonale eines Quaders, dessen Seiten parallel zu den Koordinatenachsen liegen. Die Koordinaten sind einfach die Seitenlängen.
Eine Koordinate ist hier nicht bildlich dargestellt: Die von U angezeigte Zeit, besser gesagt: Die von U aus ermittelte Zeit, etwa, wenn es um ein Ereignis geht, das in einer gewissen Entfernung r von U geschieht. Wenn man es genau nimmt, muss ein Beobachter bei U von der angezeigten Zeit r⁄c abziehen.
Σ ist genau dann ein Inertialsystem, wenn U weder rotiert noch einer Beschleunigung unterliegt, seine Geschwindigkeit also konstant ist. Eigentlich müsste U irgendwo im interstellaren Raum schweben, am besten gar im intergalaktischen Raum, weit weg von schweren Massen, damit Σ ein Inertialsystem ist.
In einer Umgebung wie hier im Sonnensystem ist der Begriff des Inertialsystems eigentlich eine Idealisierung. Allerdings gibt es Lokal- Inertialsysteme. Befindet sich U im freien Fall oder Orbit, „spürt“ sie weder Beschleunigungskräfte noch die Gravitation.
Inertia heißt Trägheit, und ein träges System ist eines, in dem man keine Beschleunigung fühlt (dh wenn man die Augen zumacht, merkt man idealerweise nicht einmal, dass das System sich fortbewegt (zB in der Eisenbahn).