A que “inercial” se refere em “referência inercial”?

É chamado de inercial, porque funciona medindo - e integrando - forças inerciais ¹, isto é, forças devido a aceleração do quadro de referência (ou seja, a aeronave). O efeito giroscópico usado para medir a rotação também é devido a forças inerciais.

As forças medidas incluem a gravidade, que não pode ser facilmente separada, mas isso é feito observando que a velocidade é limitada, então a aceleração média deve ser zero e, portanto, a média de longo prazo é igual a gravidade.

¹ Na relatividade geral, as forças inerciais são geralmente consideradas tão reais quanto qualquer outra, então o termo “fictício” não é realmente apropriado.

    

Inercial refere-se a quaisquer forças - Qualquer força atuando sobre um corpo que produz uma aceleração via segunda lei de Newton de movimento (F = ma).

A este respeito, gravidade, não é uma força, pois não produz uma aceleração, apenas causa uma distorção na geometria do espaço-tempo. Pelo principal de Mach, a física em um volume fechado no espaço sideral acelerando com um G de aceleração é idêntica à física que experimentamos na superfície da Terra, assim como a física em um elevador em queda livre ou uma aeronave em um zero -G trajetória balística, são idênticas à física em um volume fechado em queda livre no espaço sideral.

Desta perspectiva, que é mais precisa que a perspectiva newtoniana tradicional, o quadro de referência em que normalmente realizamos cálculos, o referencial 1-G ligado à terra, não é um referencial inercial, como está sempre experimentando. 1 "G" de aceleração devido à "força" que a própria terra exerce nas solas dos nossos sapatos.

... O quadro de referência de um elevador em queda livre, por outro lado, é um referencial inercial.

A palavra inercial vem de fato da Inércia, porque a massa de qualquer corpo é uma propriedade chave de todos os objetos no universo, mas participa de duas relações físicas, que ostensivamente parecem não ter conexão umas com as outras. A primeira é a segunda lei de Newton, (F = ma), que diz que um corpo irá acelerar quando uma força é exercida sobre ele, proporcional à sua massa. Esta é a lei da inércia.

O segundo é a lei da gravitação de Newton, segundo a qual um corpo em um campo gravitacional de outro corpo experimentará uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.

Por muitos anos os cientistas ficaram perplexos com o quão incrivelmente idênticas as massas medidas por esses dois processos físicos foram (Força e Gravitação).

Foi somente quando Einstein propôs a Teoria Geral (Gravitação), que esse mistério foi explicado. Essas massas eram as mesmas porque não há força de gravitação. A "força" em que pensamos é uma força fictícia, que só existe porque estamos medindo as coisas em um quadro de referência acelerado, não inercial (a superfície da Terra que, no espaço-tempo, está continuamente acelerando para cima 32 pés / seg2). É tão fictício quanto a força que pensamos ver se estivéssemos em uma nave espacial fechada acelerando em 1 "G" no espaço exterior.

    

link tem meu tutorial on-line para GPS / GNSS e navegação inercial, gratuito para o Institute of Membros de navegação. Este material básico também está disponível a baixo custo para não-membros. Uma unidade de medição inercial "IMU" normalmente tem uma tríade de giroscópios e uma tríade de acelerômetros. Esses sensores DIRETAMENTE fornecem taxa angular e "força específica" (definidos em breve) e INDIRECTAMENTE (propagando os efeitos dessas medições diretas) fornecem velocidade, posição e atitude. Os giroscópios detectam uma taxa angular absoluta (isto é, total) em relação a uma trama de coordenada inercial (isto é, uma que não roda e não acelera). Força específica é a força total NÃO-gravitacional; se você derrubasse um acelerômetro, ele seria lido próximo a zero (por exemplo, um efeito de arrasto), e não 32 pés / segundo por segundo - e, em uma aeronave de cruzeiro, um acelerômetro alinhado verticalmente mostraria a elevação de 1 g.