Учебные пособия, книги, вся теория по физике для студента, школьника и учителя. Полезные и познавательные статьи.
С нами учить физику легко!

Присоединяйся

Проголосуй

Сколько Вам лет?

10-13
14-17
18-21
22-25
больше tongue

Полезное



Рекламные материалы


Динамика

Движение тел в данной системе отсчета начинаются и прекращаются, они становятся более быстрыми или более медленными, изменяются напрявления движений. Во всех этих случаях мы имеем дело с изменением скорости, то есть появлением ускорения. Понятно, на сколько важно знать, при каких условиях возникают ускорения, а при каких тела движутся без ускорений, как определять ускорения (их абсолютные значения и направления). Без этого нельзя решать задачи механики, без этого нельзя управлять движением. На все эти вопросы дает ответ основная часть механики - динамика.
Часть механики, в которой изучаются причины появления ускорения и рассматриваются способы его вычисления, называется динамикой. Основными законами динамики являются Законы Ньютона.


Уважаемый посетитель, Вы находитесь на странице, где представлен урок Всегда ли верны законы механики Ньютона. Для основательного усвоения урока, просим внимательно прочитать его содержимое два или три раза.

Всегда ли верны законы механики Ньютона

 Механика » Динамика  Автор: admin
В данном уроке Вы узнаете Всегда ли верны законы механики Ньютона.
Оглядываясь на все уже изученные темы, мы должны в первую очередь обратить внимание на основные идеи механики.
Первая идея состоит в том, что если на тело не действуют силы или равнодействующая всех сил равна нулю, то оно находится в покое или движется с постоянной по величине и направлению скоростью. Если же тело движется с ускорением, то это движение непременно происходит под действием силы. Невозможны покой или равномерное прямолинейное движение при наличии силы, невозможно ускоренное движение без действия силы.
Вторая основная идея механики состоит в том, что сила создается каким-нибудь телом, далеким или близким, большим или малым. С этим телом может быть непосредственный контакт, но может и не быть контакта. Но за каждой силой непременно «скрывается» какое-то тело или несколько тел.
В этих двух идеях заключена вся суть механики Ньютона.
Но всегда ли приведенные только что основные утверждения верны? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим мысленный опыт, который можно было бы провести и на самом деле.
Всегда ли верны законы механики Ньютона

На железнодорожной платформе, прицепленной к локомотиву и имеющей переднюю и заднюю стенки, находится пассажир. Допустим, что пол платформы сделан из очень твердого и гладкого материала, а пассажир стоит на роликах, способных катиться с очень малым трением (рис. 154). Допустим также, что пассажир оставил своего приятеля на станции для того, чтобы он наблюдал за явлениями на платформе. И вот платформа «тронулась», т. е. стала двигаться с ускорением. Оставшийся на станции неподвижный наблюдатель увидит, что пассажир, после того как платформа «тронулась», остался стоять на месте, просто пол платформы уходит из-под него. Зная законы механики, этот наблюдатель скажет, что так оно и должно быть. Пассажир остается в покое, потому что действующие на него силы — сила тяжести и сила упругости платформы — направлены по вертикали и компенсируют друг друга. И только тогда, когда к пассажиру вплотную придвинется задняя стенка, он начнет двигаться вместе с платформой. Это тоже согласуется с законами механики: стенка при своем движении, придя в соприкосновение с пассажиром, взаимодействует с ним и деформируется. В результате возникает сила упругости, которая сообщает пассажиру ускорение, равное ускорению платформы.
Совсем иначе рисуется положение пассажиру, стоящему на роликах. Пассажир увидит, что он сам вдруг начал двигаться относительно платформы к задней ее стенке. И движется с некоторым ускорением. С его точки зрения, это не согласуется с законами механики. Он просто станет в тупик, если попытается выяснить, какое тело сообщило ему ускорение. Такого тела он обнаружить не сможет. Кто же из двух наблюдателей прав?
Дело тут, конечно, не в личных особенностях наблюдателей, а в тех системах отсчета, относительно которых рассматривается движение. Наблюдатель на остановке говорит о движении относительно Земли, которую он считает неподвижной системой отсчета. Пассажир же на платформе имеет в виду движение относительно системы отсчета, связанной с платформой, которая движется с ускорением относительно Земли. Все дело именно в ускоренном движении одной системы отсчета, т. е. платформы, относительно другой системы отсчета — Земли.
Законы механики Ньютона выполняются только при условии, что движения рассматриваются относительно некоторых определенных систем отсчета.
В таких системах отсчета тела при отсутствии сил не получают ускорения (пассажир стоит на месте, к нему приближается стенка платформы). А если тела в этих системах отсчета получают ускорение, то на них действуют силы со стороны других тел (задняя стенка платформы коснулась пассажира, и он стал двигаться ускоренно вместе с платформой).
В системе же отсчета, связанной с платформой, наоборот, законы механики неверны. Относительно этой системы пассажир движется с ускорением, когда на него не действуют другие тела. А когда сила в действительности появляется (сила упругости задней стенки), пассажир останавливается и не имеет ускорения. Причиной невыполнения в этой системе отсчета законов Ньютона является ее ускоренное движение относительно системы отсчета, в которой эти законы выполняются, т. е. относительно Земли. Действительно, как только платформа, набрав скорость, станет двигаться равномерно, пассажир на роликах уже не будет катиться назад. Законы механики вступают в силу.
Если законы Ньютона верны при рассмотрении движения относительно одной системы отсчета, то они верны и относительно любой другой системы отсчета, которая сама движется относительно первой равномерно и прямолинейно.
Таких систем отсчета бесчисленное множество. Как мы уже знаем из четвертой главы, все они называются инерциальными системами отсчета. Во всех инерциальных системах отсчета законы движения одинаковы. Это так называемый принцип относительности Галилея.
Все системы отсчета, которые движутся относительно инерциальной системы ускоренно, называются не инерциальными, так как в них закон инерции не выполняется, как не выполняется и второй закон Ньютона.


Если Вам понравился урок Всегда ли верны законы механики Ньютона, то просим непременно поделиться им с друзьями.


CY-PR.com Valid XHTML 1.0 Transitional
Copyright © 2011 Fizika.inВсе права защищены.
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Fizika.in"