尽管牛顿运动定律不适用于非惯性系，但在很多情况下需要在非惯性系中分析和处理力学问题，而且我们希望形式简洁、物理图像清晰的牛顿第二定律也能在非惯性系中用于定量的计算．解决这个问题的方法是引入一个假想的力，叫做惯性力，用F惯表示．
设非惯性系S'相对惯性系S以加速度a0运动，运动物体相对S系和S'系的加速度分别为a、a'，则在S'系中物体除了受合外力F外，还受到惯性力F惯，其大小等于物体的质量m与非惯性系加速度a0的乘积，方向与a0方向相反，即
F惯＝－ma0 （2.5）
这样在非惯性系S'中，牛顿第二定律的形式为
F＋F惯＝ma' （2.6）
注意，惯性力是假象力，或者说是虚拟力．它与真实力的最大区别在于它不是因物体之间相互作用而产生的，它没有施力者，也不存在反作用力．引入惯性力可以让我们在非惯性系中应用牛顿运动定律解决问题．
在本节开始的例子中，相对地面加速运动的车厢参考系是非惯性系，根据上述分析，车厢桌面上的小球受到一个与车厢加速度a0方向相反的惯性力F惯＝－ma0，这个惯性力使小球获得加速度－a0．当车厢加速前进时，车内乘客感受到一个向后的作用力，而车厢减速时感受到一个向前的作用力，都是惯性力的表现．
F为物体受到的转盘平面的摩擦力，它是物体作圆周运动的向心力，其大小为F=mr2ω，故惯性力
图2.5 惯性离心力
Fi方向沿半径向外，称为惯性离心力，如图2.5所示．可见，转动参考系是非惯性系，为在其中应用牛顿定律，必须引入一个虚拟力——惯性离心力．惯性离心力效应是在科研、医药和化工领域中广泛应用的离心萃取技术的物理原理．
