Теория:

Со временем выяснилось, что первый закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчёта.
Проведём опыт. На тележке находятся два шарика, один из которых лежит на горизонтальной поверхности, а другой подвешен на нити. Будем двигать тележку с шариками прямолинейно и равномерно относительно земли (рис. 1). Силы, действующие на каждый из шариков по вертикали, уравновешены, по горизонтали никакие силы на них не действуют (силу сопротивления воздуха в данном случае можно не учитывать).
 
рис1.png
Рис. 1
 
Шарики будут находиться в покое относительно тележки при любой скорости её движения (v1, v2, v3 и т. д.) относительно земли — главное, чтобы эта скорость была постоянна.
 
Но когда тележка попадёт на песочную насыпь (рис. 2), её скорость быстро уменьшится, в результате чего тележка остановится. Во время торможения тележки оба шарика придут в движение, т. е. скорость их движения относительно тележки изменится, хотя нет никаких сил, которые толкали бы их.
 
рис2.png
Рис. 2
 
Значит, в системе отсчёта, связанной с тележкой, тормозящей относительно земли, закон инерции не выполняется.
Таким образом, к формулировке закона инерции, данной Ньютоном, следует добавить, что этот закон справедлив не для всех систем отсчёта. С точки зрения современных представлений первый закон Ньютона формулируется следующим образом.
Существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действия других тел компенсируются.
Обрати внимание!
В первом законе Ньютона речь идёт о телах, которые могут быть приняты за материальные точки.
Те системы отсчёта, в которых закон инерции выполняется, называются инерциальными, а те, в которых не выполняется, — неинерциальными.
Инерциальными системами отсчёта называют системы отсчёта, относительно которых тело при отсутствии внешних воздействий движется прямолинейно и равномерно.
Обрати внимание!
Одно и то же тело может находиться в состоянии покоя в одной системе отсчёта и двигаться с ускорением в другой системе отсчёта.
Например, в самолёте, пикирующем вниз с ускорением свободного падения, пилот находится в состоянии покоя в системе отсчёта, связанной с самолётом. Одновременно в системе отсчёта, связанной с Землёй, этот пилот движется с ускорением свободного падения.
При решении многих задач механики нужно выбрать систему отсчёта, которую можно считать инерциальной.
Как правило, невозможно найти такую систему отсчёта, которая для любых рассматриваемых в ней явлений была бы строго инерциальной. С очень высокой степенью точности инерциальной можно считать гелиоцентрическую (солнечную) систему. Эта система используется в задачах небесной механики и космонавтики.
Инерциальными можно считать также системы отсчёта, связанные с любым телом, которое покоится или движется равномерно и прямолинейно относительно поверхности земли.
 
Обрати внимание!
Системы отсчёта, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, являются неинерциальными.
Существует бесчисленное множество как инерциальных, так и неинерциальных систем отсчёта.