Динамика поступательного движения

В динамике рассматриваются две основные задачи:

1. нахождение сил, под действием которых может происходить данное движение тела;

2. определение движения тела, когда известны действующие на него силы.

Первый закон Ньютона.

Первый закол Ньютона (закон инерции): всякая материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока воздейст­вие со стороны других тел не выведет ее из этого состояния.

Замечание 1.2.1. Тело может без воздействия со стороны других тел находиться в состоянии равномерного вращения.

Замечание 1.2.2. Закон инерции справедлив не во всякой системе отсчета: всякое механические движение относительно - его характер зависит от выбора системы отсчета. В одно и то же время исследуемое тело по отношению к одной системе отсчета может покоиться, по отношению к дру­гой—двигаться равномерно и прямолинейно, а по отно­шению к третьей — двигаться с ускорением.

Например, тела, неподвижно лежащие на гладком полу равномерно и прямолинейно движущегося относи­тельно Земли железнодорожного вагона, движутся относительно наблюдателя, стоящего на платформе, и покоятся относительно наблюдателя, находящегося в поезде. Эти тела начинают дви­гаться по полу всякий раз, когда движение вагона ста­новится ускоренным.

Опр. 1.2.1. Инерциальными системами отсчета в классиче­ской механике называются те системы, по отношению к которым выполняется закон инерции.

Такого рода системой является гелиоцентрическая координатная система, начало которой находится в центре Солнца, а оси проведены в направлении каких-либо определен­ных звезд, которые считаются неподвижными.

Опр. 1.2.2. Любая система отсчета, покоящаяся или движущаяся равномерно и прямолинейно относительно какой-либо инерциальной системы, является инерциальной.

Всякая система, движущаяся ускоренно по отно­шению к инерциальной системе, является неинерциальной.

Строго говоря, система отсчета, жестко связанная с Землей (гео­центрическая система отсчета), неинерциальна вследствие суточного вращения Земли. Но т.к. макси­мальное ускорение точек земной поверхности не пре­восходит 0,5 % ускорения свободного падения, то в большинстве практических задач геоцентрическую си­стему отсчета считают инерциальной.

Замечание 1.2.3. (принцип относительности Галилея). Никакими механическими опытами, произведенными внутри инерциальной системы, нельзя решить, находится ли данная система в состоянии покоя или она равномерно и прямолинейно движется. Т.о. с точки зрения механики все инерциальные системы эквивалентны и любую из них можно считать покоящейся, а скорости движения всех остальных определять относительно этой выбранной системы.Теория относительности Эйнштейна обобщила этот вывод: никакими опытами, произведенными внутри любой системы (электрической, механической..) нельзя установить прямолинейное и равномерное движение системы.

Дата добавления: 2014-01-11