ПЕРШИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА. ІНЕРЦІАЛЬНІ СИСТЕМИ ВІДЛІКУ

ОСНОВНI ЗАКОНИ ДИНАМIКИ.

Динаміка вивчає рух тiл в зв`язку з силами, що на них діють. Сила, яка діє на тіло, є мірою взаємодії його з оточуючими тілами чи полями.

Основна задача динаміки полягає у визначенні положення тіла в довільний момент часу за відомим початковим положенням тіла, його початковій швидкості та силам, що діють на нього.

В основі динаміки лежать три закони, сформульовані I. Ньютоном у 1687 р.

Першим законом Ньютонаназивають закон інерції, який відкрив ще Г. Галілей. Згідно цього закону тіло, на яке не діють iншi тiла, або перебуває в спокої, або рухається прямолінійно і рiвномiрно. Таке тіло називається вільним, а його рух - вільним рухом або рухом за iнерцiєю.

Вільне тіло є фізичною абстракцією. На практиці розглядають тiла, поставлені в такі умови, коли зовнiшнi дії на них по можливості усунені або практично компенсують одна одну.

Перший закон Ньютона виконується не у всякій системі відліку (СВ). СВ, в якій виконується перший закон Ньютона, називається iнерцiальною системою вiдлiку (IСВ), а сам закон називають законом iнерцiї. В класичній механiцi постулюється, що існує СВ, в якій всі вiльнi тiла рухаються прямолiнiйно i рiвномiрно або знаходяться в стані спокою. Iнерцiальною СВ є геліоцентрична СВ (система Коперніка). Її центр суміщений з Сонцем, а осі направлені на три вiддаленi зірки. Нижче буде показано, що будь-яка СВ, яка рухається відносно IСВ рiвномiрно i прямолiнiйно, теж є iнерцiальною. СВ, пов`язана з Землею, не є IСВ, проте відхилення від iнерцiальностi для багатьох задач мале i може не братись до уваги.

Отже, перший закон Ньютона стверджує, що існує СВ, в якій вільне тіло або знаходиться в спокої, або рухається рiвномiрно i прямолiнiйно.

Закони Ньютона, про які мова йтиме нижче, справедливі лише в iнерцiальних системах вiдлiку.

2. МАСА ТА ІМПУЛЬС.

Властивість тiл чинити опір спробам привести їх у рух або змінити значення чи напрям їх швидкостi називається iнертнiстю.

Міра iнертностi тiла називається його масою.

Для кiлькiсного визначення маси введемо поняття ізольованої або замкненої системи. Це така система тiл, на яку зовнiшнi тiла (що не входять в систему) не чинять ніякої дії. Розглянемо ізольовану систему, що складається з двох м.т. Швидкості точок малi порівняно з швидкістю світла (v<<c). Під час взаємодії м.т. їх швидкостi змінюються. Дослід показує, що зв`язок між приростами швидкостей м.т. i виражається спiввiдношенням:

m1 D 1 = − m2 D 2,

(2.1)

де m₁ i m₂ - сталi величини одного знаку, що залежать лише від самих м.т. системи. Вони називаються масами м.т.

Якщо ввести еталон маси m_ет , то кiлькiсно масу можна визначити так:

(2.2)

Маса еталону називається кілограм ( кг ).

Розділивши (2.1) на i переходячи до границі при 0, одержимо:

(2.3)

тобто спiввiдношення між масами можна знаходити, порівнюючи прискорення тiл.

В (2.1) фігурує добуток маси м.т. на її швидкiсть . Ця величина називається імпульсом тiла :

(2.4)

Поиск по сайту: