Inertial Frame, Inertial Frame of Reference   관성계, 관성 기준계, 관성 기준틀

(2022-12-14)

Non Inertial Frame, 비관성 기준틀, Reference System, 기준계, 기준틀


1. `운동 법칙 (물리 법칙)`과 `기준틀 (기준계)` 이란?

  ㅇ 물체의 운동을 기술(記述)하는 운동법칙(물리법칙)이 성립하는 기준틀(기준계)

  ※ 즉, 기준틀 / 기준계 (Reference System, Frame of Reference)는, 
     - 공간 위치 좌표로 나타내는 수학좌표계 이상의 의미로써,
     - 좌표 원점,좌표 축,이론적 모델,표준 등 모두를 포함하는, 
     - 물리적으로 더 포괄적인 개념임


2. 관성 기준틀 및 비관성 기준틀

  ※ `서로 가속 운동을 하는 두 관찰자에게 물체가 받는 이 다르게 보임`
     - 따라서, 이 어려움을 극복하기 위해 `관성 기준틀`이라는 가정을 하게 됨

  ㅇ 관성 기준틀 또는 관성계 (Inertial frame, Inertial frame of reference) 
     - 뉴튼의 운동법칙(특히,관성의 법칙)이 성립하는 좌표계 (관성 좌표계)
        . 이곳에서 Newton역학의 원리가 성립됨
        . 관성계 안에서 입자운동뉴튼방정식 F = ma에 의해 정확한 기술 가능
        . 관성계 안에서 을 받지 않으면, 가속되지 않음 (즉,자신의 운동상태를 유지함)
        . 회전하지 않고, 가속되지 않는 임의의 이동 좌표계 
        . 비 가속계 즉, 일정 속도로 만 움직이는 기준틀

     - 고전적,상대론적 관점 차이
        . (고전적인 관점) 고정된 절대 기준틀이 있다고 믿음
        . (상대론적 관점) 고정된 절대 기준틀은 없음

     - 용어 명칭
        . 뉴튼 기준계, 관성 기준계(Inertial Reference System), 기본 관성계(Primary
          Inertial System), 천문 기준계(Astronmical Frame of Reference) 등 으로도 불리움

  ㅇ 비 관성 기준틀 (Noninertial frame)
     - 뉴튼의 운동법칙이 성립하지 않는 기준틀 (가속계)
        . 회전을 하거나 속도가 빨라지는 등 가속을 받는 계는 관성계가 아님

     - 특징
        . 비 관성 기준틀에서는, 뉴튼의 운동 법칙이 성립 안함
        . 다만, 관성력(유사 ,겉보기 ,달랑베르 )을 도입하면(추가하면), 
           .. 비 관성 기준틀에서도, 뉴튼의 운동법칙이 성립케 하여,
           .. 마치 관성 기준틀에서 하는 것 처럼, 뉴튼의 운동법칙을 다를 수 있음
        . (관성력 例  :  코리올리 , 원심력, 오일러  등)



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