관성좌표계와 비관성좌표계

관성좌표계(Inertia reference frame, Inertia frame)는 정지 또는 등속도 운동을 하는 좌표계이다. 이에 반해 비관성좌표계(Non-inertia reference frame)는 가속도 운동을 하는 좌표계이다.

 

관성좌표계에서는 뉴턴의 제1법칙과 2법칙이 성립하지만 비관성좌표계에서는 이 법칙이 성립하지 않는다.

 

예를 들면, 등속으로 직진하는 버스안은 관성좌표계이다. 이 버스 안에서는 뉴턴의 제1법칙과 2법칙이 성립한다.

 

하지만, 버스가 급가속을 하거나 지그재그 운전을 하거나 원 운동을 하는 등 가속도 운동을 하면 버스 안은 비관성좌표계이다. 이 버스안에서는 뉴턴의 제1법칙과 2법칙이 성립하지 않는다. 즉, 뉴턴의 1법칙인 관성의 법칙으로 정지한 물체에 외부 힘이 작용하지 않으면 물체는 계속 정지해야 하지만 비관성좌표계에 있는 물체는 좌표계내에서 외부 힘이 없어도 물체는 움직이게 된다.

 

지구는 태양을 공전하고 자전도 하기 때문에 지구 표면도 관성좌표계가 아니다. 그래서 지구에서 실험하면 뉴턴 역학이 정확하게 성립하지 않고 지구의 원심력을 고려해야 한다.

 

☞ 회전 좌표계