Ньютоны хуулиуд зөвхөн инерциал тооллын системд л биелдэг. Инерциал тооллын системд байгаа биед түүний төлөвийг өөрчлөх аливаа хүч үйлчлээгүй тохиолдолд бие тайван эсвэл шулуун замын жигд хөдөлгөөнөөр хөдлөх болно. Тухайлбал шулуун шугамын дагуу тогтмол хурдтайгаар хөдөлнө гэсэн үг юм. Харин инерциал бус тооллын систем нь инерциал тооллын системтэй харьцангуй ямар нэг хурдатгалтай хөдөлдөг. Үүнийг дараах жишээн дээр авч үзье. Сансрын хөлөг хулгайд алдагджээ. А, В гэсэн 2 сансрын хөлгөөр 2 нислэгийн баг хулгайлагдсан хөлгийн араас хөөв. Хөлгийг гүйцэхийн тулд нислэгийн багийн ахмад нар хөлөг ямар нэгэн хүчний улмаас хурдсан хөдөлж байна уу эсвэл хүчний нөлөөгүйгээр хөдөлж байна уу гэдгийг мэдэх шаардлагатай тулгарав. А, В хөлөг болон хулгайлагдсан хөлөг бүгд нэг шулууны дагуу хөдөлж байх хялбар тохиолдлыг сонирхоцгооё. А баг хулгайлагдсан хөлөг хүртэлх зайг өөрсдийн супер багаж хэрэгслээ ашиглан хугацаанаас хамааруулан хэд хэдэн удаа хэмжин график байгуулан (Зураг-1) хулгайлагдсан хөлгийн хурд болон хурдатгалыг тооцоолов.
А багийнхан өөрсдийн цуглуулсан өгөгдөлдөө үндэслэн хулгайлагдсан хөлгийн хурдатгалыг тооцоолон улмаар хулгайлагдсан хөлөг тийрэлтэд хөдөлгүүртэй бөгөөд тийрэлтэд хөдөлгүүрийн улмаас хөлөгт хүч үйлчилж байна гэж дүгнэв. Хулгайлагдсан хөлгийн тийрэлтэд хөдөлгүүрийн улмаас үүсэх хүчийг тооцон үзэхэд: F_A = 1000Н гэж гарчээ.
Харин Б баг ижилхэн аргаар хөлөг хүртэлх зай, хөлгийн хурд, хурдатгалыг олоход хурдатгалыг хөдөлгүүрийн хүчийг тооцоход: F_B = 950Н гэсэн үр дүнд хүрэв. Хоёр өөр системийн ажиглагч нар нэг ижил системийг ажигласан учраас хариу өөр, өөр гарч байна. Тэгэхээр алиных нь зөв гэдгийг тодорхойлох хэрэгтэй. Үүний тулд механикийн хуулиудыг ашиглан асуудлыг шийдвэрлэж болно.
Инерциал тооллын системд л Ньютоны хуулиуд биелдэг шүү дээ. Тэгэхээр аль нь инерциал системд байгаагаа хэрхэн мэдэх вэ? А баг манай онгоцны хөдөлгүүр унтраастай мөн ойр хавьд хүч үйлчлэх бие байхгүй, тиймээс тусгаарлагдсан системд бид байгаа тул бид инерциал системд байна гэж дүгнэж, үүнийгээ хялбар туршилтаар шалгажээ: А багийн ахмад өөрийн барьж зогссон сэндвичээ унагахад нүүрнийх нь өмнө хөөрөөд ирэхийг ажиглав. Сэндвичийн хурдатгалыг тооцохгүй учраас тэрээр би гарцаагүй инерциал системд байна гэж дүгнэсэн байна. Хэрвээ ахмад сэнвдичийг барьж байсан бол түүний агшин зуурын хурд болон хурдатгал нь тэдний онгоцныхтой ижилхэн байх ёстой. Тэгвэл таталцлын хүч, агаарын эсэргүүцэл, цахилгаан соронзон гэх мэт харилцан үйлчлэлийг тооцохгүй үед буюу ямар нэгэн хүч үйлчлээгүй байхад сэндвичийг унагасан гэж үзье. Энд сэндвич тусгаарлагдсан бие болно. Хэрвээ хөлөг өөрөө хурдсан хөдөлж байвал сэндвич кабинтай харьцангуй хурдсан хөдлөх байсан.Өөрөөр хэлбэл хөлөг хурдсан хөдөлж байсан бол сэндвич хөлгийн шалан дээр унах байлаа. Гэвч сэндвич ийм хөдөлгөөн хийгээгүй учраас хөлөг инерциал систем мөн гэдгээ дахин баталж байна. Тэгэхээр А баг инерциал системд хэмжсэн учраас тэдний хэмжсэн хулгайлагдсан хөлгийн хүчний хэмжээ зөв гэсэн үг. Гэхдээ В багийн хэмжилтийн утгыг хэрхэн тайлбарлах вэ? Үүний тулд А болон В багуудын хэмжсэн зайнуудын хамаарлыг авч үзье /Зураг-2/.
Зураг 2-оос ажиглахад А болон В хөлгүүд нь харьцангуй Х зайтай хөдөлж байна. В хөлөг А-тэй харьцангуй тогтмол хурдтай хөдлөх үед энэ зай хадгалагдах бөгөөд тэд хоёул инерциал системд байна гэж хэлж болно. Харин В хөлөг А хөлөгтэй харьцангуй хурдатгалтай хөдөлж байгаа бол В хөлөг инерциал бус систем болох ба Х зай хугацаанаас хамааран хувьсаж эхэлнэ. В хөлгийн ахмад өөрсдийгөө инерциал бус системд байж магадгүй хэмээн таамаглаж сэндвичийн туршилтыг давтан хийв. Тэгтэл ахмадын гараас сугарсан сэндвич шалтай наалдчихжээ. Улмаар ахмад нисгэгчдээ хөлгийн тийрэлтэт хөдөлгүүр ажиллаж байгаа эсэхийг шалгах тушаал өгсөн бөгөөд нисгэгч тийрэлтэт хөдөлгүүрийг санаандгүй асааж орхисон байлаа. Хөлгийн хянах самбар үзүүлэх тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хүч нь 50Н буюу А болон В хөлгүүдийн хийсэн хэмжилтийн зөрүүтэй яг таарч байв.
Дүгнэлт: Физикт хоёр төрлийн тооллын системийг сонирхдог бөгөөд эдгээр нь инерциал болон инерциал бус тооллын систем юм. Ньютоны хуулиуд л зөвхөн инерциал системд биелнэ гэдэг нь нөгөө талаас Ньютоны хуулиуд инерциал систем оршин байхыг шаарддаг гэж дүгнэж болно. Ньютоны нэгдүгээр хуульд: Аливаа биед хүч үйлчлээгүй тохиолдолд бие өөрийн тайван байдлаа эсвэл шулуун замын жигд хөдөлгөөнөө хадгална гэж заадаг. Энэ нь тайван (хөдөлгөөнгүй) байгаа биеийг тогтмол хурдаар хөдөлж буйтай адилтган үзэж болох бөгөөд эдгээрийн хооронд ялгаа гарахгүй гэсэн давхар санаа юм. Үүнтэй харьцангуй хурдатгалтай хөдөлж буй бие нь инерциал бус биет болох бөгөөд ийм системээс хийсэн хэмжилт нь инерциал системээс хийсэн хэмжилттэй зөрж буйг бид өмнөх жишээнээс үзлээ. Иймээс физикт систем ямар нэгэн системтэй харьцангуй инерциал, инерциал биш байх нь чухал бөгөөд физикийн бүх хуулиуд инерциал системүүдийн хувьд адилхан гэж үздэг.
Мэдээллийг бэлтгэсэн: ФТХ, Эгэл бөөм цөмийн физикийн салбарын ажилтан З. Лхамжав
