Третийзакон Ньютона

При взаимодей­ствии двух тел сила, действующая на первое тело со стороны второго, равна по величине и противоположна по на­правлению силе, действующей на вто­рое тело со стороны первого:

Инерциальная система

Смысл первого закона состоит в том, что если на тело не действуют внешние силы, то существует система от­счета, в которой оно покоится. Но если в одной системе тело покоится, то суще­ствует множество других систем отсчета, в которых тело движется с постоянной скоростью.

Эти системы отсчета назы­ваются инерциальными.

Нетривиальным следствием первого закона Ньютона является утверждение, что если наблюда­тель находится в инерциальной системе от­счета, а это удостоверяет покоящееся в ней тело, то все прочие тела, на которые не действуют результирующие силы, будут также находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью.

Законы движения тел во всех инерциальных системах одинаковы: тела приходят в дви­жение лишь под действием сил, тормозятся силами, a при отсутствии действия сил или покоятся, или движутся равномерно и прямолинейно.

Невозможность какими-либо опытами выделить чем-либо одну инерциальную систему по отношению к дру­гим составляет суть так называемого принципа отно­сительности Галилея — одного из важнейших законов физики.

Но хотя точки зрения наблюдателей, изучающих явления в двух инерциальных системах, вполне рав­ноправны, суждения их об одном и том же факте раз­личны. Скажем, один из наблюдателей скажет, что стул и на котором он сидит в движущемся поезде, находится все время в одном месте пространства, другой же на­блюдатель, находящийся на платформе, станет утверж­дать, что этот стул перемещается из одного места в дру­гое.

Выходит, что о месте в пространстве и о скорости движения нельзя выносить общих, безоговорочно справедливых (как говорят, абсолютных) суждений.

Поня­тия места пространства и скорости движения относительны.

Таким образом, отсутствие одной-единственной «пра­вильной» точки зрения на движение приводит нас к признанию относительности пространства. Пространст­во можно было бы назвать абсолютным лишь в том слу­чае, если бы удалось найти покоящееся в нем тело — покоящееся с точки зрения всех наблюдателей. Но это как раз и невозможно.

Относительность пространства означает, что прост­ранство нельзя представлять себе как что-то такое, во что вкраплены тела.

Относительность пространства была признана нау­кой не сразу.

Даже такой гениальный ученый, как Ньютон, считал пространство абсолютным, хотя и по­нимал, что установить это никак нельзя. Неверная точка зрения была распространена среди значительной части физиков вплоть до конца XIX в. Причины этого имеют, видимо, психологический характер: уж очень мы привыкли видеть вокруг себя незыблемые «те же места пространства».

Какие же абсолютные суждения можно выносить о характере движения?

Если тела движутся по отношению к одной системе отсчета со скоростями v ₁ и v ₂ то их разность (разумеет­ся, векторная) v ₁ - v ₂ будет одинакова для любого инерциального наблюдателя, так как обе скорости v ₁и v ₂ при изменении системы отсчета меняются на одина­ковую величину.

Итак, векторная разность скоростей двух тел абсо­лютна.

Если так, то и вектор приращения скорости од­ного и того же тела за определенный промежуток вре­мени абсолютен, т. е. величина его одинакова для всех инерциальных наблюдателей.

Второй закон Ньютона спра­ведлив при условии, что наблюдатель на­ходится в инерциальной системе отсчета.

Напомним, что запись F_peз = m a справедлива лишь для постоянной массы m.

Во времена Ньютона из всех опытов следовало, что т не зависит от скорости.

Однако проведенные в последнее время эксперименты указывают на то, что масса тела за­висит от скорости. Эта зависимость за­писывается в виде

где т _пок-значение массы в состоянии по­коя, а с = 2,998 • 10⁸ м/с-скорость света.

Заметим, что т (v) т _пок при малых v, и в этом случае т можно считать постоянной.

Если скорости не превышают 1% от скорости света, то массу т можно считать постоянной.

Дата добавления: 2014-01-13