Макромир (Классическая механика)
1.Может ли инерциальная система отсчета двигаться по кругу?
Нет. Инерциальная система отсчета – такие системы отсчета, которые движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся.
2.Какие выдающиеся астрономические открытия сделал Г.Галилей?
Он первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Ряд телескопических открытий Галилея способствовали утверждению гелиоцентрической системы мира, которую Галилей активно пропагандировал, и опровержению взглядов геоцентристов Аристотеля и Птолемея. Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времен пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Всё это опровергало учение Аристотеля о противоположности «земного» и «небесного». У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. Галилей открыл также солнечные пятна. По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца. Галилей установил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца. Галилей отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя. Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды (что подтвердило догадку Демокрита), и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд.
Система отсчета как фундаментальное понятие.
3.Что такое система отсчета?
Система отсчёта — это совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел.
4.Определение инерциальной системы отсчета.
Инерциальная система отсчета – такие системы отсчета, которые движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся. Система отсчёта, в которой справедлив первый закон Ньютона (закон инерции).
5.Что такое размерность физического пространства?
Под количеством измерений или размерностью понимают число независимых параметров, нужных для описания состояния объекта. В классических физических теориях используются трехмерные физические пространства.
Количество необходимых измерений зависит от того, какой именно объект требуется описать. Так для описания окружности на плоскости достаточно трех параметров: двух координат центра и радиуса. Таким образом, пространство окружности на плоскости – трехмерно. На той же самой поверхности точки описываются двумя измерениями, а сама окружность, как пространство точек на окружности, одномерна.
Положение города на поверхности Земли описывается двумя параметрами – широтой и долготой, т.е. геопространство является двумерным. А вот для описания самолета к широте и долготе добавляется высота, на которой он находится. Кроме того, для описания текущего положения самолета потребуется еще и время, т. е. четвертая координата. Добавив в эту модель крен, тангаж и рыскание самолета, мы получим семимерное абстрактное пространство.
6.Какова размерность нашего привычного макроскопического физического пространства?
Пространство-время имеет четыре измерения – три пространственных и одно временное.
7.Сколько измерений у времени?
Одномерно
8.Можно ли прошлое и будущее рассматривать в качестве двух разных измерений времени?
Можно.
Классическая механика – первая фундаментальная научная теория.
9.Две формулировки принципа относительности Галилея.
Принцип относительности:
· Все законы физики сохраняют свой вид в любых инерциальных системах отсчета
· Не существует никаких механических экспериментов, которые бы показали покоится тело или движется
10.Сформулировать закон инерции.
Тело продолжает сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока любое другое тело (сила) не выведет его из этого состояния.
Существуют такие системы отсчёта, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
11.По шоссе едет «Волга» со скоростью 100 км/час. В какой системе отсчета «Волга» имеет такую скорость?
Относительно Земли, дорожных знаков, человека, стоящего на остановке.
12.Поезд подъезжает к вокзалу. По одному из вагонов идет человек. Сколько существует систем отсчета для описания движения человека?
Бесконечное количество.
13.Какая физическая теория была исторически первой фундаментальной физической теорией?
Классическая механика.
14.Интересные события из жизни великого физика И.Ньютона.
Ньютон – создатель первой фундаментальной физической теории.
Он сделал первое значительное математическое открытие: биномиальное разложение для произвольного рационального показателя (включая отрицательные), а через неё пришел к своему главному математическому методу — разложению функции в бесконечный ряд. В самом конце года Ньютон стал бакалавром.
Научной опорой и вдохновителями творчества Ньютона в наибольшей степени были физики: Галилей, Декарт и Кеплер. Ньютон завершил их труды, объединив в универсальную систему мира. Из сохранившихся заметок видно, что 23-летний Ньютон уже свободно владел базовыми методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона-Лейбница. Проведя ряд остроумных оптических экспериментов, он доказал, что белый цвет есть смесь цветов спектра.
Но самым значительным его открытием в эти годы стал закон всемирного тяготения. Одновременно Ньютон продолжил эксперименты по оптике и теории цвета. Ньютон исследовал сферическую и хроматическую аберрации. Математическими открытиями Ньютона заинтересовался Лейбниц, известный на тот момент как философ и изобретатель. Получив труд Ньютона 1669 года по бесконечным рядам и глубоко его изучив, он далее самостоятельно начинает развивать свою версию анализа. В 1676 году Ньютон и Лейбниц обменялись письмами, в которых Ньютон разъяснил ряд своих методов, ответил на вопросы Лейбница и намекнул на существование ещё более общих методов, пока не опубликованных (имелось в виду общее дифференциальное и интегральное исчисление). «Математические начала натуральной философии». Ньютон, например, не провозглашает, что в природе действует закон тяготения, он строго доказывает этот факт, исходя из наблюдаемой картины движения планет и их спутников. Метод Ньютона — создание модели явления, «не измышляя гипотез», а потом уже, если данных достаточно, поиск его причин.
15.Три закона механики Ньютона.
1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.
1. Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
2.В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе
3. Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению.
16.Три раздела классической механики.
Классическая механика подразделяется на:
· статику (которая рассматривает равновесие тел)
· кинематику (которая изучает геометрическое свойство движения без рассмотрения его причин)
· динамику (которая рассматривает движение тел).