Na vodorovné podlaze vagónu pohybujícího se rovnoměrně přímočaře leží koule, pozorují ji dva pozorovatelé – jeden stojí uvnitř vagónu a druhý stojí na zemi. Dokud se vagón pohybuje rovnoměrně přímočaře, budou oba shodně tvrdit, že na kouli působí dvě síly: její tíha vyrovnávaná reakcí podložky. Pozorovatel ve vagonu bude tvrdit, že je v klidu, pozorovatel na zemi, že se pohybuje rovnoměrným přímočarým pohybem. Ke změně dojde, když se začne vagón pohybovat se stálým zrychlením. Z pohledu pozorovatele stojícího na zemi v inerciálním systému je vše v pořádku. Vagón sice zrychluje, ale koule pokračuje v pohybu rovnoměrném přímočarém přesně podle I. Newtonova zákona dokud nenarazí do stěny vagónu. Pozorovatel stojící uvnitř vagónu ovšem sleduje, jak se koule dává do pohybu s opačným zrychlením! Nemá jinou možnost než prohlásit, že jí toto zrychlení udělila nějaká síla. Tuto sílu nazýváme setrvačná síla. Setrvačná síla uděluje zrychlení opačného směru, než je zrychlení vagonu vzhledem k povrchu Země.
Vznik setrvačné síly.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Druhý pohybový zákon lze použít v neinerciální vztažné soustavě jen s tím, že setrvačná síla má opačný směr než zrychlení pohybu, který ji vyvolává. V neinerciální vztažné soustavě nezůstává těleso v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, v této soustavě neplatí zákon setrvačnosti. Protože setrvačná síla nemá původ ve vzájemném silovém působení těles, neexistuje k ní tedy ani reakce. V neinerciální vztažné soustavě neplatí zákon akce a reakce.
Uvažujme jiný příklad neinerciální vztažné soustavy – pohybující se kabinu výtahu. Při pohybu kabiny směrem vzhůru uděluje tato setrvačná síla tělesu zrychlení směrem dolů a na těleso působí výsledná síla rovná součtu obou sil. V kabině dochází k přetížení tělesa. Ke značnému přetížení těles dochází např. v kabině kosmických lodí při jejich startu a letu do kosmického prostoru. Při pohybu kabiny směrem dolů uděluje setrvačná síla tělesu zrychlení směrem vzhůru a těleso působí silou rovnou rozdílu sil. V případě, že by se kabina pohybovala volným pádem, pak by na těleso působila nulová výsledná síla a těleso by bylo v beztížném stavu.
Beztížný stav můžeme nasimulovat na pár sekund pomocí speciálně upraveného letadla při parabolickém letu. Ten probíhá tak, že latadlo zvedne přední část a stoupá pod úhlem 47°, při této fázi letí letadlo po přímce a pasažéři pociťují téměř dvojnásobné přetížení (1,8g). Pak letadlo zamíří na parabolickou trajektorii, kde jsou všechny síly kompenzovány (tah motoru kompenzuje odpor vzduchu, vztlak křídel je kompenzován záporným úhlem náklonu křídel) a na letadlo působí jen gravitační síla – letadlo padá volným pádem pod úhlem 42°. Vše je ve stavu beztíže po dobu 22 s. Po dobu dalších 25 s pasažéři opět pociťují dvojnásobné přetížení. Tato doba je nutná k dosažení běžných letových parametrů.
Parabolický let.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
