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.