7 A szabad test fogalma

ÉS A MEGFELELŐ SZERKESZTÉSI RENDSZER.

1. Amint már jeleztük, a referenciakeret kiválasztása fontos szerepet játszik a dinamikában.

Általában a fizikai jelenségek különböző módon fordulnak elő különböző referenciakeretekben. Természetesen tehát olyan rendszerek kiválasztása, amelyekben ugyanazok a jelenségek, például mechanikusak, ugyanazok, és a legegyszerűbbek.

Annak érdekében, hogy a fizikai jelenségek a legegyszerűbbek legyenek, egy referenciaképet egy úgynevezett szabad testhez kell társítani.

Egy szabad (szabadon mozgó) test olyan test, amely nem kölcsönhatásba lép más testekkel, önmagával maradt testtel.

A szabadon mozgó testhez kapcsolódó referenciakeret inerciális keretnek nevezzük.

Az ingyenes test és az inerciális keret fogalma absztrakció.

A tapasztalat azt mutatja, hogy a természetben nincsenek ilyen szervezetek, amelyek egyébként nem működött, nem lenne egymással teljesen ingyenes. Ezért szigorúan szólva szabad testek, tehát inerciális referenciakeretek nem léteznek. De számtalan valós rendszerek tetszőlegesen magas fokú pontosság közel a tehetetlenségi rendszert. Például az egyes csillagokhoz társított rendszerek nagyon közeliek a tehetetlenségekhez. Kisebb mértékben az inerciális rendszer társul a Föld (ez a rendszer nem az inerciális mert felgyorsul, mivel a napi Föld forgása saját tengelye körül és évi mozgása a Nap körül). Ugyanakkor számos fizikai kísérleteket el lehet hanyagolni, nem inerciális „földi” rendszert, mivel bevezetésre ugyanazokat a hibákat elég kicsik.

A megfontolt inerciális rendszerek számtalan. A szabad testekkel kapcsolatos összes rendszer inerciális.

Az első Newton-törvény

A dinamikát az I. Newton (1642-1727) három törvénye határozza meg, amelyet a "Természetfilozófia matematikai alapelvei" (1687) fogalmazott meg. Mindhárom törvényt inerciális rendszerként kell megfogalmazni.

1. Az első törvény egy szabad test mozgásával foglalkozik.

A Galileo előtt, Arisztotelész (Kr. E. Század) idejétől kezdve a fizika iránti meggyőződés az volt, hogy egy egyenletes, egyenes vonalú mozgást erővel támasztanak alá. Arisztotelész metafizikájában azt olvassuk: "Egy mozdulatlan test megáll, amint az erő, amely megnyújtja, megszűnik."

A testeket a belső vágyakozásnak tulajdonították.

Galileo volt az első, aki határozottan elutasította ezeket a tévhiteket. Arra a következtetésre jutott, hogy valóságos körülmények között a szervek "vágya" nem a belső tulajdonságaik, hanem a másodlagos, külső okok miatt következnek be.

Galileo rájött, hogy reálértéken a hatalom nem fenntartása érdekében egyenletes mozgás, és annak érdekében, hogy kompenzálja a már meglévő külső befolyás, különösen a súrlódási erő, ami általában a fő oka a felmondás forgalmat. Galileo kísérletileg igazolták, hogy ha a súrlódó erő fokozatosan csökken (bizonyos határokon belül, ezt el lehet érni technikai eszközökkel - úgy, hogy a csúszó felületek, a kiválasztás megfelelő anyagok, kenés, stb), a mozgás, azaz a test sebessége, lassabban és lassan változik.

Ezen az úton halad tovább már mentálisan. a valóságos viszonyoktól elvonatkoztatva, Galileo arra a következtetésre jutott, hogy külső hatások hiányában a test mozgása minden időtartamon át változatlan maradjon, pl. minden szabad testnek egyenletesen és egyenesen (vagy nyugalomban) kell lennie.

Mozgás, melyet a test külsõ hatás hiányában végez. inerciálisnak nevezik. és az inerciális mozgás elvét - a tehetetlenség törvényét.

A tehetetlenségi mozgás önmagában történik, minden anyagi test elidegeníthetetlen, természetes állapota, amely mentes a külső befolyástól, és egyáltalán nincs szükség külső "motorokra".

Éppen ellenkezőleg, a rendszertelen mozgás (mozgás egyenetlen gyorsított) mindig akkor csak a jelen folyamatos külső befolyást. Szabálytalan mozgás azonnal lesz tehetetlenségi egyszer eltűnik ütközési erők. Ez azt jelenti, hogy ha abban az időben a megszüntetése a hatáskörök a test nyugalomban van, akkor marad a jövőben ezt az állapotot, ha a test mozgott, de a jövőben ez lesz megőrizze értékét és irányát a sebesség, amellyel volt abban az időben az eltűnése hatáskörét.

Így a dinamika első törvénye azt állítja, hogy az inerciális referenciakeret minden szabad test fenntartja az állapotot

pihentető vagy egyenletes, egyenesen mozgó mozgást, amíg a külső hatás nem változtatja meg ezt az állapotot.

2. A fentiek mindegyike megkívánja az elvont gondolkodás bizonyos feszültségét. Az a tény, hogy közvetlenül a tapasztalatok alapján nem bizonyíthatjuk és nem vitathatjuk a dinamika első törvényét. Az inerciális mozgás az ideális, korlátozó mozgás.

3. Valódi körülmények között szinte teljesen kompenzálhatjuk a külső hatásokat, és szinte egyenrangú egyenes vonalú mozgást figyelhetünk meg. Tehát kompenzálja a vonaton ható súrlódási erőt, az elektromos mozdony vontatását, majdnem egyenletesen és egyenesen mozoghatunk. Így valós körülmények között a test egyenletesen és egyenesen mozog, vagy ha a vektorösszeg az összes erõre hat, nulla:

4. A Newton első törvénye csak a hivatkozás inerciális keretére érvényes. Ezt nem nehéz megérteni.

Két olyan rendszert képviselünk, amelyek egymáshoz képest gyorsulást mutatnak. Hagyja, hogy a test, mentes a hatásait képest elmozduló egyik rendszerek egységes egyenes vonalú, mivel a második keret elmozdul az első gyorsulás, a test és az ezzel az, a második, a rendszer mozogni gyorsulás.

Annak érdekében, hogy külső hatás hiányában a testnek egyenletesen és egyenesen kell mozognia, szükséges, hogy a referenciarendszer önmagában is befolyástól mentes legyen. Egyetértettünk abban, hogy ilyen rendszert inerciáznak.

Mivel a dinamika első törvénye csak inerciális referencia keretek között teljesül, egy inerciális (vagy nem inerciális) rendszer definíciója ennek a törvénynek a teljesítése szempontjából adható meg.

Egy inerciális referenciakeret olyan rendszer, amelyben Newton első törvénye - a tehetetlenségi törvény teljes mértékben teljesül. Más szóval, ez olyan rendszer, amelyhez az ingyenes test egységesen és egyenesen mozog.

5. A Newton első mechanikai mechanizmusa igen fontos szerepet játszik, és teljesen független jelentéssel bír, és nem egyszerű következménye a második törvénynek, amint első pillantásra tűnhet.

Ez a törvény tartalmaz egy posztulátumot az inerciális referenciakeretek létezésére, a homogenitás és az űr izotropia eszméjére az inerciális referenciakeretek tekintetében.

Ha a test külső hatásoktól mentes, akkor semmi sem változtathatja meg sebességét az ilyen rendszerek tekintetében. A homogén és izotropikus tér nem képes önmagában megváltoztatni ezt a sebességet.