Одно из следствий закона сохранения количества движения — свойство тел сохранять состояние равномерного прямолинейного движения. Ускорение их, т.е. изменение количества движения, возможно только при наличии взаимодействия, которое часто называют силой. Этой силе ставят в соответствие равную ей по величине и противоположную по направлению силу инерции, пропорциональную произведению массы на ускорение. Вопрос о силах мы уже достаточно подробно обсудили и повторяем слово «сила» для того, чтобы сказать: с законом сохранения момента количества движения также связывают существование некоторой силы инерции.

Если угловая скорость вращения остается постоянной, а изменяется направление оси вращения (т. е. направление вектора момента количества движения), говорят о наличии специального вида ускорения, называемого ускорением Кориолиса. С кориолисовым ускорением связывают силу инерции, равную произведению момента инерции на кориолисово ускорение. Считается, что именно эта сила «сопротивляется» изменению направления оси вращения. Как и в случаях линейных перемещений, при расчете положения вращающихся тел можно обойтись без введения кориолисовых сил и все необходимые выкладки производить, основываясь на законе сохранения момента количества движения.

Стремление вращающихся тел сохранять направление оси вращения используется в конструкциях гироскопов — приборов, предназначенных для удержания заданных направлений. Гироскопы весьма широко распространены. Основная область их применения — ориентация в пространстве движущихся объектов.

Коль уж мы говорили о ракетах, имеет смысл указать, что заставить ракету лететь в заданном направлении, не обращаясь при этом к помощи внешних ориентиров (земных предметов или звезд), можно лишь с помощью гироскопа. Таким образом, современная ракета – это устройство, принцип действия которого основан на использовании закона сохранения количества движения и закона сохранения момента количества движения.

Куда направлен мир

Вращающееся тело сохраняет направление оси своего вращения. А что такое, собственно, направление? Понятие направления связано с понятием системы координат. В качестве системы координат обычно выбирают три прямые линии, три оси, взаимно перпендикулярные друг другу. Если оси выбраны, то положение предмета задают тремя числами — координатами, представляющими собой результаты измерения расстояния до каждой из осей, а направление некоторой прямой (в том числе и оси вращения) задается тремя углами, которые эта прямая составляет с каждой из осей.

В комнате осями координат можно считать линии пересечения двух смежных стенок и пола, а третья ось, направленная вертикально вверх, — линия пересечения этих стенок. Такая система отсчета неподвижна относительно Земли, но движется, причем ускоренно, вместе с Землей относительно Солнца и других звезд нашей Галактики. В тех случаях когда это движение существенно, выбирают систему отсчета, также состоящую из трех осей, направленных к каким-либо трем «неподвижным» звездам.

Принцип относительности Галилея утверждает, что абсолютной скорости не существует. Можно говорить о скорости движения относительно конкретной системы отсчета. А если наша система отсчета в свою очередь движется относительно другой системы отсчета? Скорость в этой другой системе равна сумме скорости тела в нашей системе отсчета и скорости, с которой наша система движется относительно другой системы отсчета. В специальной теории относительности утверждается, по существу, то же самое, усложняется лишь процедура сложения скоростей.

А как быть с ускорением? Рассмотрим несколько систем отсчета, движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно. Такие системы отсчета называют инерциальными. Ускорение тела, если таковое имеется, будет одинаковым по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. В этом смысле ускорение вроде бы абсолютно.