Скорость. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Скорость - одна из основных кинематич. характеристик движения точки: v = dr/dt, где dr - элементарное перемещение (или приращение радиуса-нектора r)точки в данной системе отсчёта за время dt. Направлен вектор v по касательной к траектории в сторону движения точки. По модулю v = ds/dt, где ds- элементарный путь точки за время dt.

Измеряют С. обычно в м/с (СИ), см/с (СГС) или в км/ч.

В проекциях на оси координат компоненты С. имеют следующий вид (см. рис.):

Модуль С. в этих случаях равен квадратному корню из суммы квадратов соответствующих компонент.

Когда говорят о С. произвольно движущегося тела или системы тел, то имеют в виду С. их центра масс. Это естеств. обобщение С. материальной точки.

В ньютоновской (нерелятивистской) механике С. точки при переходе от одной инерциальной системы отсчёта К' к др. системе К преобразуется по закону

где v₀ - скорость K'-системы относительно K-системы. Это т.н. классический закон сложения (преобразования) С., являющийся следствием преобразований Галилея (см. Галилея принцип относительности).

В более сложном случае, когда K'-система совершает произвольное движение относительно K-системы, С. точки преобразуется по ф-ле

где v₀ - скорость начала отсчёта K-системы, w - её угл. скорость, r'-радиус-вектор данной точки относительно начала отсчёта K'-системы.

В относительности теории установлен фундам. факт: в природе существует предельная С. распространения взаимодействий и сигналов (а значит. и тел). Она равна С. света в вакууме с = 2,99792458*10⁸ м/с. Наличие такой С. существенно меняет закон преобразования С. В соответствии с Лоренца преобразованиями при переходе от K'- к K-системе отсчёта ф-лы преобразования компонент С. приобретают более сложный вид:

где

, v₀ - скорость K'-системы отсчёта относительно Я-системы. Классич. закон сложения С. (1) оказывается несправедливым при релятивистских С. При переходе к нерелятивистскпм С. преобразования (2) переходят в (1).

Из преобразований (2) следует, что, напр., фотон, движущийся со скоростью с в K'-системе отсчёта, будет двигаться и относительно K-системы с той же скоростью с - в полном соответствии со 2-м постулатом теории относительности. Дальнейшими обобщениями понятия С. являются обобщённая скорость (см. Обобщённые координаты)и скорость четырёхмерная.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.