Referenciais inerciais e não inerciais

REFERENCIAL INERCIAL

Imagine uma partícula em movimento em relação a um referencial inercial A constituído por um sistema cartesiano xOy. Em relação a este referencial sejam v₁→ e v₂→ as velocidades nos instantes  t₁  e t₂ respectivamente. O referencial A possui movimento de translação com velocidade constante   v_A→ em relação a outro referencial inercial B.

Dessa maneira, nos instantes t₁ e t₂, as velocidades da partícula em relação ao referencial B serão dadas pelas somas vetoriais das velocidades v₁→ e v_A→ e v₂→ e v_A→, respectivamente.

Em relação ao referencial A teremos uma aceleração a_A→

Em relação ao referencial B teremos uma aceleração a_B→

Dessa forma temos que, apesar de termos velocidades diferentes entre dois referenciais diferentes A e B, as acelerações entre esses dois referenciais são as mesmas e dessa forma as forças também serão as mesmas. Assim, se as leis de Newton valem para um referencial inercial A, deverão valer também para qualquer outro referencial inercial.

REFERENCIAL NÃO INERCIAL

Consideremos um indivíduo A fixo no solo, que chamaremos de referencial R e suporemos inercial. O indivíduo observa o movimento de um skate R’ que se move inicialmente com velocidade constante v₀→ (em relação a R). Sobre o skate há um indivíduo B (fixo em relação a R’) e um bloco B apoiado no piso e em repouso em relação a R’. vamos admitir que não haja atrito entre o bloco e o piso do skate.

Suponhamos que, a partir do instante t₀, a pessoa freia o skate, adquirindo movimento uniformemente retardado, de aceleração  em relação a R. Como o movimento é retardado, o sentido de a→ é oposto ao da velocidade v₀→. Para o indivíduo A, o bloco B deverá, por inércia, continuar com velocidade v₀→. Para o indivíduo B, o bloco, que inicialmente estava em repouso, começa a deslizar sobre o piso do skate com movimento acelerado de aceleração a→, cujo sentido é oposto ao de a→, mas de mesmo módulo:

O indivíduo B interpreta esse fato dizendo que sobre o bloco atua uma força F’→ dada por:

enquanto para o indivíduo A não há essa força; para ele o bloco move-se por inércia.

O referencial R’ tem aceleração em relação ao referencial inercial R; assim, R’ é não inercial e a força F→ é chamada de força fictícia ou força inercial. A palavra “fictícia” serve para destacar que F→ não é resultado da interação de corpos.