Идеи относительности в механике.

Специальная теория относительности Эйнштейна основывается на двух постулатах. Принцип относительности Он гласит: все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета. Согласно второму постулату скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных системах источника, не зависит от скорости приемника светового сигнала. Согласно теории относительности одновременность событий, расстояний и промежутки времени являются не абсолютными. Они зависят от системы отсчета.Из теории относительности вытекает, что скорость света в вакууме является максимально возможной скоростью передачи взаимодействий в природе. При увеличении скорости тела его масса m не остается постоянной, а растет в соответствии с формулой ,где m₀ – масса покоящего тела. Релятивистский импульс тела выражается формулой С учетом этого выражения для импульса можно основной закон релятивистской динамики записать в той же форме, что и второй закон Ньютона: .Важнейшее для ядерной физики и физики элементарных частиц следствием теории относительности является вывод о связи между массой и энергией. Энергия Е тела или системы тел равна массе, умноженной на квадрат скорости света: .Выражение представляет собой энергию покоя. При изучении кинематики у учащихся должны быть сформированы знания об относительности механического движения: 1) относительность механического движения и покоя, относительность траектории; 2) понятие системы отсчета (тело отсчета, система координат, связанная с телом отсчета, начало отсчета координаты и времени, масштаб расстояний, часы - эталон времени); 3) относительность перемещения, координаты, скорости, преобразование (сложение) перемещений и скоростей; 4) инвариантность ускорений для систем отсчета, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно.

Анализ понятия массы.

Масса есть мера количества вещества содержащегося в теле. Но это справедливо лишь для однородных тел, так как число атомов однородных тел, имеющих одинаковые массы одинаково. Это отражение свойства аддитивности массы. По классическим представлениям увеличить массу тела можно присоединяя к нему некоторую его часть, то есть о количестве вещества можно судить по массе, но затруднено обратное. То есть начинать рассмотрение можно с инертных или гравитационных свойств тел. Можно установить, что тело начинает двигаться с ускорением, если на него действуют другие тела. Множество опытов показывает, что при этом отношение модулей ускорений всегда одно и тоже. При этом разные тела приобретают различные ускорения, то есть по-разному меняют скорость в одинаковых условиях. Это свойство назвали инертностью. Состоит оно в том, что для изменения скорости тела нужно некоторое время. Чем больше это время, тем инертнее тело. Величиной, характеризующей инертность тела является масса. То из двух взаимодействующих тел, которое получает по модулю меньшее ускорение, то есть более инертно, имеет большую массу. Если обозначить через m₁ и m₂ массы, то const = a₁/a₂=m₂/m₁ а почему не так как - аддитивность массы. Способ измерения a₃/a=m/m₃ => Способ измерения массы: .Из второго з-на Ньютона: . Т.о. масса – мера проявления инертных, гравитационных, энергетических св-в тела, а также как мера кол-ва вещ-ва. Вообще понятие инертной массы ограничено малыми скоростями при увеличении скорости растёт и масса. В общем понятие массы должно исследоваться как мера проявления инертных, гравитационных, энергетических свойств тела, а в отдельных проявлениях и как мера количества вещества. Масса определяет кол-во вещ-ва, кол-во энергии, т.е. понятие массы вводят с различных точек зрения. Масса – мера инертности тел.

Анализ понятия силы.

Разъясняют определение понятия силы как величины, характеризующей действие одного на другое вызывает ускорение. Сила величина векторная. Величина силы связывается с удлинением пружины. На любое прикреплённое к пружине действует одна и та же сила, если пружина растянута на .Если груз на пружине покоится, то сила притяжения к земле уравновешивается силой упругости то есть в равновесии сила уравновешивается. Любую другую силу можно измерять присоединяя несколько эталонов к телу или для сил меньших эталона, располагать их под углом. Здесь нужно дополнительно постулировать аддитивность сил. То есть в такой методике появляется дополнительный постулат. Но он безусловно справедлив, хотя и не очевиден. Массу можно вводить используя эмпирический закон , но это нечто иное как закон сохранения импульса, который должен следовать из второго закона. Третий закон подчёркивает, что действие тел носит взаимный характер. Он не выполняется для движущихся зарядов (зависит от СО). Из 2-го з-на Ньютона Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение. Это же и есть определение силы. Более глубокое содержание третьего закона в вытекающим из него требования постоянства суммы импульсов тел, составляющих замкнутую систему. Сумма импульсов зарядов не сохраняется, но при этом изменяется и импульс поля. В механике три силы – сила гравитации, сила упругости, сила трения.

1 => 2 Сила трения – электромагнитная сила ,

3Сила упругости