Кинетика

При изучении кинематики движения тел считалось заданным, и нас не интересовали причины возникновения или вызывающие изменение движения. Перейдём теперь к изучению причин, определяющих механическое движение. Раздел механики, изучающий эти вопросы, составляет основное содержание механики и носит название кинетики.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КИНЕТИКИ

Причиной, вызывающей или изменяющей движение тел является действие других тел. Мерой этого взаимодействия тел является сила. Силу можно рассматривать, как меру механического взаимодействия материальных тел. Сила изменяет или вызывает движение тела или его деформацию. Понятие силы принадлежит к первичным понятиям механики и поэтому не имеет исчерпывающе полного определения.

Физическая природа силы часто бывает неизвестной. Механика констатирует только реальность силы как меры действия другого тела на данное тело, не интересуясь физической сущностью этого взаимодействия.

Повседневный опыт убеждает нас в том, что сила характеризуется не только своей величиной, но и направлением своего действия. Следовательно, силу можно изобразить в виде вектора определенного модуля и определённого направления. Линия, на которой лежит вектор силы, называется линией действия силы. Точка материального тела, к которой приложена сила, называется точкой приложения силы.

Всё многообразие сил, встречающихся в природе и технике, можно разделить на два класса. К первому классу отнесём силы, возникающие при непосредственном соприкосновении материальных тел, а ко второму – так называемые индукционные силы, или силы дальнодействия, т.е. силы взаимодействия материальных тел, находящихся на расстоянии друг от друга. К последним относятся электростатические, электромагнитные и гравитационные силы. Введение дальнодействующих сил является характерным для ньютоновской механики. В рамках ньютоновской механики никакие серьёзные попытки к объяснению природы этих сил не предпринимались.

Вторым центральным понятием кинетики является понятие массы. Известно, что все тела взаимодействуют посредствам гравитационных сил. Способность тел к такому взаимодействию характеризуется тяжёлой или гравитационной массой тела, входящей в закон всемирного тяготения Ньютона: чем больше масса тела, тем сильнее оно взаимодействует с другим телом.

С другой стороны известно, что тела сопротивляются изменению движения под действием сил (обладает инертностью). Это свойство тел отражается инертной массой.

Точными опытами (точность 5 ^. 10 ^-9) венгерским учёным Этвешем в 1889-1908 годах было установлено, что тяжёлая (гравитационная масса) и инертная массы пропорциональны друг другу. Соответствующим выбором системы единиц их можно сделать равными. Опыты Этвеша подтвердили принцип, который А.Эйнштейн использовал при создании общей теории относительности (принцип эквивалентности).

Единицей измерения массы в СИ принят 1 килограмм: [ m ]=[1 кг ]. Эталон единицы массы представляет собой цилиндр из сплава платины и иридия. Эталон хранится в международной «Палате мер и весов» в городе Севре близ Парижа. С большой степенью точности (0,2%) масса 1 дм³ дистиллированной воды при 3,98 ^ОС равна 1 килограмму.

Дата добавления: 2014-11-29