Un sistema di riferimento non inerziale gioastranotte

è un sistema di riferimento nel quale non è verificato il principio di inerzia:  (se Frisultante = 0 N,  ====> v = costante). 
Un sistema di riferimento non inerziale è cioè un sistema di riferimento in cui un corpo soggetto ad una risultante di forze nulla, si muove comunque di moto non uniforme (accelerato). Tutti i sistemi di riferimento che si muovono di moto accelerato rispetto al sistema delle stelle fisse presentano questa particolarità e si definiscino non inerziali.
Per spiegare il moto all'interno di questi sistemi si introducono  forze fittizie ( come la forza centrifuga, la forza di Coriolis).

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giostra

giostravolante

Un sistema di riferimento inerziale è un sistema di riferimento in cui è valido il primo principio della dinamica:  se Frisultante = 0 N,  ====> v = costante,   un corpo si muove di moto rettilineo uniforme. Si considera inerziale il sistema solidale con il Sole e le stelle (il cosiddetto sistema delle stelle fisse), ed ogni altro sistema che si muova di moto rettilineo uniforme rispetto ad esso (e che quindi non acceleri né ruoti).

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ascensore1

ascensore2

Esercizio:

Un uomo di 72kg si trova in un ascensore su un dinamometro a molla. Partendo da fermo l'ascensore sale, raggiungendo la sua massima velocità di 1,20 m/s in 0,8 secondi e continuando a questa velocità costante per i successivi 5 secondi.
L'ascensore poi procede con una accelerazione uniforme per 1,5 s lungo la direzione negativa dell'asse y, dopodiché si ferma. Cosa registrerà il dinamometro:
a) durante i primi 0,8 secondi?
b) mentre l'ascensore procede a velocità costante?
c) durante il tempo in cui decelera?.

L'uomo nell'ascensore fermo, pesa:  Fpeso = 72 x 9,8 = 705,6 N

Quando l'ascensore accelera verso l'alto, l'uomo all'interno subisce l'accelerazione verso il basso che si somma all'accelerazione di gravità. L'ascensore non è più un sistema inerziale.

a1 = 1,2/0,8 = 1,5 m/s^2

Fpeso = 72 x (9,8 + 1,5) = 72 x 11,3 = 813,6 N (pesa di più, si sente schiacciato verso il basso).

Quando la velocità è costante, il sistema è inerziale, cioè non c'è accelerazione e il peso dell'uomo rimane normale = 705,6 N

Quando l'ascensore decelera l'uomo si sente spinto verso l'alto, subisce una accelerazione verso l'alto che si sottrae a g = 9,8 m/s^2

a2 = (0 – 1,2) /1,5 = – 0,8 m/s^2

Fpeso = 72 x ( 9,8 – 0,8) = 648 N ( si sente più leggero).
 

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