La primera ley de Newton y los sistemas inerciales

La primera ley de Newton es en parte definición y en parte experimental. Los cuerpos aislados se mueven uniformemente en sistemas inerciales en virtud de la definición de un sistema inercial. Por el contrario, la afirmación de que existen sistemas inerciales es una afirmación sobre el mundo físico.

Según yo, la afirmación en las últimas líneas se deriva de la siguiente declaración.

Siempre es posible encontrar un sistema de coordenadas en el que los cuerpos aislados se muevan uniformemente.

¿Tengo razón al pensar que la afirmación se deriva de la declaración anterior?

A continuación, se considera que un cuerpo aislado está libre de fuerzas. Un cuerpo, no aislado, pero que experimenta una fuerza neta cero también se mueve uniformemente en sistemas inerciales. Declaro lo siguiente:

Siempre es posible encontrar un sistema de coordenadas en el que los cuerpos que experimentan una fuerza neta cero se muevan uniformemente.

Si bien creo que esto tiene más sentido para mí, todavía dejo algo de espacio para la duda. ¿Podría estar equivocado al hacer la afirmación anterior?

Lea esta respuesta. Estarías más que satisfecho... physics.stackexchange.com/q/70186
@AbhinavDhawan Algunas excelentes respuestas allí. Sin embargo, la discusión allí fue sobre cuerpos aislados o cuerpos que no están interactuando con el resto del universo. Aquí, estoy considerando un cuerpo que interactúa con dos o más cuerpos de una manera que no produce una aceleración real en él.
La discusión allí cubre ambos casos. El segundo caso está cubierto por la Segunda Ley en la respuesta de joshphysics, si establece la fuerza total en cero. Además, su formulación es engañosa. Solo proporciona un marco mientras que un marco de cualquier cuerpo aislado es inercial.
@safesphere "Solo proporciona un marco, mientras que un marco de cualquier cuerpo aislado es inercial" ¿ Es posible que explique esto?
Usted afirma: "Siempre es posible encontrar un sistema de coordenadas..." Esta formulación implica que debe existir al menos uno de esos sistemas (marco), pero no requiere ni garantiza más de uno.
@safesphere, hay una pregunta que me gustaría hacer. La respuesta a la pregunta podría ayudarme a pasar. La primera ley de Newton es la afirmación de que existen marcos inerciales. ¿Por qué creemos en esta afirmación?
Según la respuesta de joshphysics en el enlace de arriba, la existencia de marcos inerciales es un hecho experimental. Personalmente, prefiero ver esto en términos de simetría del espacio-tiempo, como que la existencia de la simetría es un hecho experimental y la existencia de marcos inerciales es una consecuencia de este hecho.
Las leyes de @safesphere Newton parecían tan simples hasta que toqué "Introducción a la mecánica" de Kleppner. Me hace hacer demasiadas preguntas (tal vez algunas realmente tontas también). No quisiera molestarlos más, pero tengo mucha curiosidad por saber cómo se convirtió en un hecho experimental. ¿Hay algún experimento que me puedas señalar? ¿O debería, por ahora, tomar esta afirmación como un hecho y proceder?
Lo siento, tal vez @joshphysics pueda responder sobre los experimentos de marcos inerciales. Sin embargo, agregaría que la física newtoniana se basa en el espacio-tiempo absoluto, porque el espacio-tiempo relativo de Galileo es incompatible con la electrodinámica. Vea esto y los enlaces allí: physics.stackexchange.com/questions/369594/… - Entonces, la física newtoniana postula el marco inercial absoluto además de la existencia de marcos inerciales relativos, porque las ecuaciones de Maxwell no son invariantes bajo la transformación de Galileo.
@ R004 hay dos puntos de vista, uno es que la primera ley de movimiento de Newton es un postulado que establece la existencia de un marco de referencia inercial (un marco mediante el cual si calculamos la aceleración de un cuerpo aislado, se desvanece) y el otro es que la existencia de un marco inercial es un hecho conocido experimentalmente a priori . Independientemente del punto de vista apropiado, las leyes de Newton son un modelo para el movimiento dinámico de partículas materiales que funciona bien en la práctica. Dado que el experimento es la verdadera prueba de todo conocimiento, este es un buen modelo para estudiar el movimiento.

Respuestas (2)

Bueno, dado que todo es relativo a otro, no hay ningún marco de referencia inercial estándar. Entonces, primero considera que un marco en particular es inercial (generalmente todo se calcula con la tierra aunque esté en movimiento circular, lo que significa que está acelerando), y calcula todo lo demás con eso.

Para su primera parte, un ejemplo sería, dos automóviles que aceleran en la misma dirección, cuando se ven desde el marco del automóvil se mueven uniformemente o en reposo, pero para un extraño, una fuerza actúa sobre ellos. Entonces, puede encontrar un sistema donde los cuerpos se mueven uniformemente en un cuadro pero no en todos.

El ejemplo anterior también responde a su segunda consulta, ya que la fuerza neta en cualquier automóvil vista desde otro es cero, pero no para un observador externo.

¿Cómo aborda esto de forma remota la cuestión de OP? Además, sus afirmaciones son engañosas, si no simplemente erróneas. Por ejemplo, no solo considera que un marco es inercial. Si un marco es inercial o no es una cuestión empírica.

Un objeto en reposo o en movimiento uniforme no puede ser percibido sin memoria en la persona que lo percibe. Incluso con la memoria, el concepto de objeto en reposo o movimiento uniforme a lo largo del tiempo (digamos que se extiende a más de un momento, que es nuevamente el tiempo entre dos guiños de ojos sucesivos) existe solo en la mente durante ese tiempo. El mundo que aparece fuera de la mente se renueva a cada momento como los fotogramas de una película de cine proyectada en una pantalla. En mente, esa pantalla es la conciencia similar al éter mental. La memoria en la mente crea tiempo y 'ningún movimiento en el tiempo' como reposo o 'movimiento uniforme' en el tiempo. El lenguaje de la física ignora el hecho de que no hay un mundo fuera de la mente, pero ese mundo parece existir fuera de la mente COMO SI tuviera una existencia continua fuera de la mente. Lo que se estudia en física es sólo el 'COMO SI fuera de la mente'; es el modelo del mundo y del cosmos que aparece en la mente de la persona (incluido el físico). Este hecho debe declararse incluso a riesgo de la expulsión de este escritor del intercambio de pila de física.

El estado del mundo percibido en la mente se altera en el momento siguiente, pero no en todos los aspectos, digamos que las montañas no se mueven y la respiración siempre se mueve. Pero la mayor parte de lo que aparece en el modelo del mundo y el cosmos parece ajustarse a las leyes de la física y otras ciencias naturales formuladas por personas dotadas. Las leyes se descubren en su mente. Newton y Einstein fueron dos de esas personas dotadas.

Las tres leyes del movimiento formuladas por Newton se sostienen en segmentos (por ejemplo, sistema de coordenadas, cuerpo aislado en reposo o en movimiento uniforme, una sola fuerza o ninguna fuerza, que se imaginan en segmentos del modelo del mundo y cosmos de la física. Los físicos formulan leyes sólo para segmentos del modelo y esto lo indica el corredor 'lo demás permanece igual'. En este sentido, la pregunta con una respuesta que se está considerando está bien.

No encuentro esta respuesta convincente. Es, de hecho, frustrante de leer. ¿De dónde viene este conocimiento?
@ R004 desde dentro de su propia mente, por supuesto, según la respuesta.
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