к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   электротехника и электроника   электрические цепи  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Первый закон динамики - закон инерции Галилея

При движении тела по траектории его скорость  Первый закон динамики может изменяться по модулю и направлению. Это означает, что тело двигается с некоторым ускорением  Первый закон динамики. В кинематике не ставится вопрос о физической причине, вызвавшей ускорение движения тела. Как показывает опыт, любое изменение скорости тела возникает под влиянием других тел.

Динамика рассматривает действие одних тел на другие как причину, определяющую характер движения тел. Взаимодействием тел принято называть взаимное влияние тел на движение каждого из них.

Раздел механики, изучающий законы взаимодействия тел, называется динамикой. Законы динамики были открыты великими учеными Галилео Галилеем (первый закон динамики, закон инерции, в 1632), Рене Декартом (второй закон - строго сформулирован в его "Началах", 1644) и Христианом Гюйгенсом (третий закон в 1669). Три закона динамики, сформулированные этими классиками, лежат в основе классической механики. Законы динамики следует рассматривать как обобщение опытных фактов. Выводы классической механики справедливы только при движении тел с малыми скоростями, значительно меньшими скорости света c. Самой простой механической системой является изолированное тело, на которое не действуют никакие тела. Так как движение и покой относительны, в различных системах отсчета движение изолированного тела будет разным. В одной системе отсчета тело может находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью, в другой системе это же тело может двигаться с ускорением.

Первый закон динамики (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем. Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению. Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон динамики называют законом инерции. Впервые закон инерции был сформулирован Галилео Галилеем (1632 г.). В классической механике законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета. При описании движения тел вблизи поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, приближенно можно считать инерциальными. Однако, при повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси. Примером тонкого механического эксперимента, в котором проявляется неинерциальность системы, связанной с Землей, служит поведение маятника Фуко.

Так называется массивный шар, подвешенный на достаточно длинной нити и совершающий малые колебания около положения равновесия. Если бы система, связанная с Землей, была инерциальной, плоскость качаний маятника Фуко оставалась бы неизменной относительно Земли. На самом деле плоскость качаний маятника вследствие вращения Земли поворачивается, и проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки (рис. 1).

Поворот плоскости качаний маятника Фуко

Рисунок 1. Поворот плоскости качаний маятника Фуко.

С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Эту систему усовершенствовал Иоганн Кеплер, открыв, что тела в Солнечной системе движутся по коническим сечениям (эллипсам, параболам и гиперболам). Позднее Роберт Гук открыл закон всемирного тяготения (1667 г.). Инерциальных систем существует бесконечное множество. Система отсчета, связанная с поездом, идущим с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, – тоже инерциальная система (приближенно), как и система, связанная с Землей. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Ускорения какого-либо тела в разных инерциальных системах одинаковы. Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу.

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой. Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, то есть в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям:

 Первый закон динамики

В этом соотношении величины  Первый закон динамики и  Первый закон динамики следует рассматривать как проекции векторов  Первый закон динамики и  Первый закон динамики на ось OX (рис. 2). Знак «минус» в правой части формулы означает, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны. В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг). Масса любого тела может быть определена на опыте путем сравнения с массой эталона (mэт = 1 кг). Пусть m1 = mэт = 1 кг. Тогда

 Первый закон динамики

Масса тела – скалярная величина. Опыт показывает, что если два тела с массами m1 и m2 соединить в одно, то масса m составного тела оказывается равной сумме масс m1 и m2 этих тел:

m = m1 + m2.

Это свойство масс называют аддитивностью.

Сравнение масс двух тел
Рисунок 2. Сравнение масс двух тел.  Первый закон динамики

Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В классической механике силы могут иметь различную физическую причину: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной. Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой. Для измерения сил необходимо установить эталон силы и способ сравнения других тел с этим эталоном. В качестве эталона силы можно взять пружину, растянутую до некоторой заданной длины. Модуль силы F0, с которой эта пружина при фиксированном растяжении действует на прикрепленное к ее концу тело, называют эталоном силы. Способ сравнения других тел с эталоном состоит в следующем: если тело под действием измеряемой силы  Первый закон динамики и эталонной силы  Первый закон динамики остается в покое (или движется равномерно и прямолинейно), то силы равны по модулю F = F0 (рис. 3).

Сравнение силы
Рисунок 3. Сравнение силы  Первый закон динамики с эталоном.  Первый закон динамики.

Если измеряемая сила F больше (по модулю) эталонной силы, то можно соединить две эталонные пружины параллельно (рис. 4). В этом случае измеряемая сила равна 2F0. Аналогично могут быть измерены силы 3F0, 4F0 и т. д.

Сравнение силы  с эталоном.
Рисунок 4. Сравнение силы  Первый закон динамики с эталоном.  Первый закон динамики.

Измерение сил, меньших 2F0, может быть выполнено по схеме, показанной на рис. 5.

Сравнение силы  с эталоном
Рисунок 5. Сравнение силы  Первый закон динамики с эталоном.  Первый закон динамики.

Эталонная сила в Международной системе единиц в силу своей ничтожности называется ньютон (Н). На практике нет необходимости все измеряемые силы сравнивать с эталоном силы. Для измерения сил используют пружины, откалиброванные описанным выше способом. Такие откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра (рис. 6).

Измерение силы
Рисунок 6. Измерение силы по растяжению пружины. При равновесии  Первый закон динамики
к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   электротехника и электроника   электрические цепи  
Знаете ли Вы, что "гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 23.09.2017 - 17:43: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
23.09.2017 - 00:45: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
21.09.2017 - 18:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> Экономика и финансы в графиках - Карим_Хайдаров.
20.09.2017 - 21:17: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
20.09.2017 - 09:20: СОВЕСТЬ - Conscience -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 19:27: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 13:19: СОВЕСТЬ - Conscience -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 04:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 02:15: ГЕОФИЗИКА И ФИЗИКА ПЛАНЕТ - Geophysics and planetology -> Стоячая волна в атмосфере Венеры - Карим_Хайдаров.
17.09.2017 - 13:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Абиогенез - Карим_Хайдаров.
17.09.2017 - 11:26: Беседка - Chatter -> Обращения к участникам форума - Карим_Хайдаров.
16.09.2017 - 18:38: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution