Inertialsystem

Ein Inertialsystem (lat. iners = untätig, träg) ist ein Bezugssystem, in dem sich ein kräftefreier Körper gleichförmig geradlinig bewegt oder in Ruhe bleibt. Ein Inertialsystem ist demnach ein Bezugssystem in dem das Newtonsche Trägheitsgesetz uneingeschränkte Gültigkeit besitzt.

Klassische Mechanik

Galileo Galilei war der erste, der den Begriff des Inertialsystems erdachte, um die damals gültige Meinung Aristoteles zu widerlegen. Nach Aristotels war für jede erzwungene Bewegung eine Kraft notwendig. Weil in dieser Theorie die Geschwindigkeit eine dynamische Bedeutung hat, wird ein absolutes Ruhesystem ausgezeichnet. Galilei zeigte, dass auf einem ruhig dahin gleitenden Schiff Prozesse wie eine Fallbewegung genau gleich ablaufen wie auf der ruhenden Erde. Isaac Newton hat die Argumentation von Galielei in seinem ersten Axiom, das auch als Trägheitsprinzip bezeichnet wird, ausformuliert

Newton ist trotz der prinzipiellen Unmöglichkeit, eine absolute Ruhe nachzuweisen, von einem ruhenden, von Gott erschaffenen Weltraum ausgegangen. Alle Bezugssysteme, die sich gleichförmig, also mit konstanter Geschwindigkeit gegen den absoluten Raum bewegen, sind demnach inertal. Sobald allerdings eines der Bezugssysteme eine Rotation oder eine beschleunigte Translationsbewegung ausführt, treten so genannte Scheinkräfte wie die Zentrifugal- oder die Corioliskraft auf.

Relativitätstheorie

In der allgemeinen Relativitätstheorie können alle Bezugssysteme als gleichberechtigt angesehen und ineinander transformiert werden. Durch die Beschreibung der Gravitationswirkung als Krümmung der Raumzeit verschwindet wird das Gravitationsfeld rein geometrisch erklärt. Die allgemeine Relativitätstheorie erweitert das Konzept des Inertialsystems derart, dass alle frei fallenden Systeme als lokal inertial angesehen werden können: in jedem antriebslos durch den Weltraum fliegenden System herrscht Schwerelosigkeit.