안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
관성계는 뉴턴 법칙이 액면 그대로 성립하는 기준틀이에요. 힘을 받지 않는 물체가 계속 등속으로 움직인다는 제1법칙이 참이 되는 관점이죠. 비관성계는 그 기준틀 자체가 가속하고 있는 경우예요. 두 기준틀의 물리적 차이는 힘 없이 운동 상태가 바뀌는 일이 관측되느냐에 있어요. 회전하는 놀이기구나 급출발하는 버스 안에서 보면, 아무도 밀지 않은 물체가 저절로 미끄러져요. 뉴턴 법칙대로라면 있을 수 없는 일이니 법칙이 깨진 것처럼 보이는 거예요.
관성력의 정체는 이 어긋남을 메우려고 넣는 보정 항목이에요. 밖에서 보면 물체는 관성대로 직진하거나 정지하려는 것뿐이고, 도는 건 기준틀 쪽이에요. 그런데 기준틀 안에서 계산하려면 그 기준틀의 가속도를 물체 쪽으로 옮겨 적어야 해요. 물체 질량에 기준틀의 가속도를 곱한 값을 반대 방향 힘으로 추가하면 장부가 맞아떨어져요. 그게 관성력이고, 원심력과 코리올리힘이 그 예예요.
진짜 힘과 구별되는 지점이 명확해요. 진짜 힘은 미는 상대가 존재하고 작용반작용의 짝이 있어요. 관성력은 그 상대가 없어요. 원심력이 나를 바깥으로 민다고 느끼지만 실제로 작용하는 힘은 문이 나를 안쪽으로 미는 구심력뿐이에요. 그리고 관성계로 관점을 바꾸면 관성력은 사라지지만 진짜 힘은 어느 관점에서든 남아요.
그래도 쓰는 이유는 계산이 편해서예요. 지구도 자전하는 비관성계라, 태풍의 회전 방향이나 포탄의 궤도를 다룰 때 지구를 기준으로 계산하며 코리올리힘을 넣는 게 훨씬 실용적이에요 :)