Две меры механического движения

Лекция IV-Д-5

ГЛАВА X. ДВЕ МЕРЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ И ПОЛНАЯ РАБОТА СИЛЫ. СВОЙСТВА РАБОТЫ СИЛЫ. МОЩНОСТЬ.

В динамике рассматриваются два случая преобразования механического движения материальной точки или системы точек:

1) механическое движение переносится с одной механической системы на другую в качестве механического движения;

2) механическое движение превращается в другую форму движения материи (в форму потенциальной энергии, теплоты, электричества и т. д.).

Каждый из этих случаев преобразования механического движения имеет свои измерители как механического движения, так и действия силы. Когда рассматривается преобразование механического движения без перехода его в другую форму движения, мерой механического движения является вектор количества движения материальной точки или механической системы .

Мерой действия силы в этом случае является вектор импульса силы (см. § 46). Когда механическое движение превращается в другую форму движения материи, в качестве меры механического движения выступает кинетическая энергия материальной точки или механической системы.

Из элементарного курса физики известно, что кинетическая энергия материальной точки массой т, движущейся со скоростью v, равна половине произведения массы этой точки на квадрат скорости ее движения:

Мерой действия силы при превращении механического движения в другую форму движения является работа силы , которая также рассматривается в элементарном курсе физики.

В данной главе рассмотрены различные случаи вычисления работы сил и установлена теорема об изменении кинетической энергии как материальной точки, так и механической системы.

Итак, существуют две различные меры механического движения:

количество движения и кинетическая энергия

и две различные меры действия силы: импульс силы и работа силы .

Следует отметить, что измерителями механического движения и действия силы в первом случае являются векторные величины и , а во втором случае - скалярные величины и . Вопрос о выборе меры механического движения был пред метом многолетней полемики между сторонниками Декарта и сторонниками Лейбница.

Декарт считал, что мерой механического движения является количество движения mv, а Лейбниц утверждал, что динамические свойства тел характеризуются величиной mv². Этот спор был разрешен Ф. Энгельсом, который в своей работе «Диалектика природы»* показал существование двух мер механического движения.

Так как изменение величины mv²/2 связано с работой приложенных к телу сил, то работа является количественной мерой превращения механического движения в какую-либо другую форму движения.

«При всех явлениях форма движения, начинающая процесс и превращающаяся благодаря ему в другую форму движения, совершает работу и притом такое ее количество, которое соответствует ее собственному количеству.... Механическое движение нигде и никогда не может произвести работу, если оно не будет по видимости уничтожено как таковое, если оно не превратится в какую-нибудь другую форму движения»**. Так, например, работа сил трения, тормозящих движение тела, работа сил тяжести поднимаемого груза, работа сил упругости пружины, останавливающей движущееся тело, являются мерами уничтожаемого механического движения, которое превращается в теплоту, потенциальную энергию, энергию упругого тела.(* Ф. Энгельс. Диалектика природы. Госполитиздат, 1955, стр.69. ** Там же, стр. 60—73.)

Дата добавления: 2014-01-07