Инерциальная система
«Инерциальная система отсчета» – понятие классической и современной физики, основанное на следующем обстоятельстве. В ряде простых задач можно выбрать такие системы отсчета, в которых не возникает сил инерции и оказывается справедливым второй закон Ньютона. В некотором приближении инерциальной системой можно считать Землю (или лабораторию), если пренебречь ее движением и вращением. Во всех остальных системах отсчета, которые испытывают более сложное движение, как правило, возникают те или иные силы инерции, которые усложняют уравнения движения. В связи с этим существует первый закон Ньютона, который утверждает, что инерциальную систему отсчета можно найти всегда.
Согласно полевой физике ситуация меняется. Оказывается, что наиболее простой вид уравнения движения имеют в системах отсчета, связанных с источниками полей. Они получили в полевой физике название «система поля», а понятие инерциальной системы отсчета расширилось до понятия «предпочтительной системы отсчета». При этом одним из основных полей во всех земных задачах является глобальное поле – гравитационное поле нашей Галактики. Очевидно, что оно создает основную предпочтительную систему отсчета дл всех механических задач, что и позволило ввести в классической механике понятие инерциальной системы. Так инерциальная система отсчета оказывается связанной, прежде всего, с центром нашей Галактики, а если пренебречь движением и вращением Земли – то с ней.
Однако при изучении электромагнитных явлений использование понятия инерциальной системы отсчета из механики оказывается неуместным. Заряд-источник поля может двигаться по отношению к Земле или лаборатории сколь угодно сложным образом, однако в связанной именно с ним системе отсчета электрическая сила будет иметь наиболее простое выражение, а не в лабораторной системе. Напротив, выражение для силы в поле движущегося заряда, записанное в лабораторной системе отсчета и известное как сила Лоренца, оказывается более сложным. Более того, как доказывает полевая физика, набор динамических поправок к электростатической силе из системы поля в точности соответствует набору сил инерции и носит название полевых сил инерции.
Получается, что вместо понятия инерциальная система отсчета, применимого для простых механических задач, следует использовать понятие предпочтительных систем отсчета, которых при наличии разных взаимодействий может быть несколько. Например, при движении заряда есть предпочтительная система отсчета для механики – лабораторная, и предпочтительная система отсчета для электродинамики – система, связанная с зарядом. В этом случае вообще не существует системы отсчета, где исчезали бы все силы инерции сразу! В системе, связанной с зарядом, присутствуют механические силы инерции, в лабораторной системе – полевые силы инерции в виде всех динамических слагаемых силы Лоренца.
Получается, что утверждение первого закона Ньютона справедливо лишь в частном случае. Во всех более сложных задач не существует такой системы отсчета, в которой можно было бы исключить все силы инерции. Это сводит не нет понятие инерциальной системы отсчета в полевой физике. Вместо этого полевая физика задает единый алгоритм, позволяющий записать правильное уравнение движения в абсолютно любой системе отсчета, даже при наличии сколь угодно большого количества источников разных полей и, соответственно, сколь угодно большого количества предпочтительных систем отсчета.