Все механические явления проистекают одинаковым образом во всех инерциальных системах отсчета

Пример: Стрельба по мишеням на корабле, который движется равномерно и прямолинейно относительно берега.

Один стрелок стоит на корме, а другой на носу. Оба стреляют одновременно из одинакового оружия. Вопрос: чья пуля раньше поразит мишень?

Решение этой задачи в системе координат, находящейся на берегу, является достаточно громоздким. Решение этой задачи в системе координат, расположенной на палубе корабля, тривиально – стрелки неподвижны, выстрелы производятся одновременно, скорости пуль одинаковы. И в том и другом случае расчет показывает, что мишени будут поражены одновременно.

Из принципа относительности Галилея следует, что на основании законов движения тел невозможно выделить какую-либо инерциальную систему отсчета среди других.

Примечания: 1. В неинерциальных системах отсчета этот принцип неприменим.

Примеры: стрельба на корабле, который движется с ускорением.

2. Долгое время полагалось, что этот принцип справедлив для любых скоростей.

Ой закон Ньютона

Два фундаментальных понятия в динамике – масса и сила

 

МАССА

Понятие о массе имеет несколько аспектов

МАССА как мера количества вещества

Обыденное или «житейское» определение массы - это количество вещества. Из определения самого Ньютона: Масса - это количество материи пропорциональное плотности и объему тела.

Согласно этой концепции, массу тела можно определить, используя эталонную массу и невесомый стержень, закрепленный на оси вращения.

 

МАССА как мера инертности

Опыты с брусками на наклонной плоскости, переходящей в горизонтальную поверхность. Кинематика движения брусков из одинакового материала, различающихся по массе, совпадает как на наклонном, так и горизонтальном участке пути. Однако динамические характеристики движения этих брусков различны – для остановки бруска большей массы на горизонтальном участке пути требуются большие усилия.

 

O

m2

m1

V2

V1

Опыты с брусками, находящимися на горизонтальной поверхности и пружиной, зажатой между ними.

Скорости, которые приобретают бруски после распрямления пружины, обратно пропорциональны их массам:

 

V₁:V₂=m₁:m₂ или m₁V₁=m₂V₂

Вывод: Тела с большей массой в большей степени препятствуют изменению своего состояния.

 

МАССА как мера гравитационного взаимодействия

Свободное падение тел наЗемле обусловлено гравитацией – свойством тел притягиваться друг к другу.

Всеобщий характер гравитационных свойств массы обеспечивает нормальное функционирование человека в любой точке Земли, несмотря на то, что она имеет шарообразную форму.

 

 

СИЛА

Сила - это векторная величина, являющаяся мерой взаимодействия тел.

Варианты формулировки 2-ого закона Ньютона

2-ой закон Ньютона устанавливает связь между силой, действующей на тело, его массой и ускорением, с которым оно движется. Возможны разные подходы к формулировке этого закона –поскольку сила и масса не могут быть определены независимо друг от друга.

«Школьная» формулировка 2-ого закона.

В качестве исходной величины выступает сила, а масса в виде 1/m является коэффициентом пропорциональности между силой и ускорением: ~ = /m

Ускорение, приобретаемое телом, пропорционально действующей силе. Такая формулировка 2-ого закона Ньютона логически ПРОТИВОРЕЧИВА, поскольку величину самой силы предлагается определять через массу, которая выступает в роли коэффициента

пропорциональности: 1 Ньютон - это сила, которая массе в 1кг сообщает ускорение в 1м/с² в направлении действующей силы.