Основне твердження механіки

Законами механіки підкоряються руху всіх оточуючих нас тіл. Для того щоб відкрити ці закони, Ньютону непотрібні були які-небудь складні прилади. Достатніми виявилися прості досліди. Головне завдання полягало в тому, щоб у величезній різноманітності рухів тіл побачити щось істотне, що визначає характер руху кожного тіла.

Що є причиною появи прискорення при русі тіла?

За якої умови тіло знаходиться в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху?

Вибір системи відліку. Ми вже знаємо, що будь-який рух слід розглядати по відношенню до певної системи відліку.

У кінематиці, т. Е. При описі руху без розгляду причин, його викликають, всі системи відліку рівноправні. Вибір певної системи відліку для вирішення тієї чи іншої задачі диктується міркуваннями доцільності і зручності. Так, при стикуванні космічних кораблів зручно розглядати рух одного з них щодо іншого, а не відносно Землі.

Обговоріть, яке тіло відліку еледует вибрати при визначенні: 1) часу видалення ракети від стартового майданчика; 2) відстані, на яку за час t (с) віддаляється повітряна кулька від випустив його з рук дитини; 3) часу переходу пасажира з одного вагона в інший.

Важливо
У розділі механіки – динаміці – розглядаються взаємодії тіл, що є причиною зміни руху цих тіл, т. Е. Зміни їх швидкостей.

Питання про вибір системи відліку в динаміці не є простим. Виберемо спочатку систему відліку, пов’язану з земною кулею. Рух тіл поблизу поверхні Землі будемо розглядати щодо самої землі.

Що викликає прискорення тіл? Якщо тіло, що лежить на підлозі або на столі, починає рухатися, то завжди по сусідству можна виявити предмет, який штовхає це тіло, тягне або діє на нього на відстані (наприклад, магніт на залізна куля). Піднятий над землею камінь не залишається висіти в повітрі, а падає. Очевидно, що саме дія Землі приводить до цього.

Поспостерігайте, що викликає з- менение швидкості шайби при грі в хокей. З якими тілами при цьому шайба взаємодіє?

Важливо
Зміна швидкості тіла (а значить, прискорення) завжди викликається впливом на нього будь-яких інших тіл.

Обговоріть принцип причинності і припустіть, в чому причина зміни, наприклад, траєкторії польоту м’яча, ударів об стінку; температури провідника, по якому йде струм.

Ця фраза містить головне твердження механіки Ньютона і висловлює принцип причинності в механіці. Принцип причинності виключає вплив даної події на минуле подія. Дана подія може впливати тільки на наступні події. Цей принцип дозволяє описати реакцію тіла або системи тіл на зовнішні впливи.

Футболіст вдарив по м’ячу. Ударив – значить, його нога зробила певний дію на м’яч, і швидкість м’яча збільшилася. А ось яке дія дозволяє футболістові швидко спрямуватися до воріт супротивника? Одного бажання тут мало. Будь замість футбольного поля ідеально гладкий лід, а на ногах футболіста замість бутс з шипами тапочки з гладкою підошвою, це йому не вдалося б. Для того щоб бігти з прискоренням, потрібно впиратися ногами в землю. Якщо ноги будуть ковзати, ви нікуди не втечете. Значить, тільки тертя об землю, дія з боку землі на ноги футболіста дозволяє йому, та й усім нам, при бігу і ходьбі змінювати свою швидкість. Точно так само, щоб зупинитися з розгону, треба упиратися ногами в землю.

Запам’ятай
Явище, при якому тіло зберігає швидкість, коли на нього не діють інші тіла, називається явищем інерції.

Це явище не є само собою зрозумілим. Знадобився геній Галілея і Ньютона, щоб його усвідомити. Ньютону слідом за Галілеєм вдалося остаточно розвіяти одне з найглибших помилок людства про закони руху тіл.

Важливо
Якщо дій з боку інших тіл на дане тіло немає, то згідно з основним твердженням механіки прискорення тіла дорівнює нулю, т. Е. Тіло буде спочивати або рухатися з постійною швидкістю.

Наведіть приклади руху за інерцією.

За твердженням Аристотеля, відмінності в русі двох тіл обумовлені відмінностями тих місць, в яких ці тіла перебувають. Аристотель висуває як непорушну аксіому наступне твердження: якщо тіло знаходиться в місці, властивому йому за природою, то воно буде нерухомо; але якщо воно знаходиться в місці, невластивому його природі, то воно буде рухатися з місця, де воно виявилося, до місця, зазначеному йому його природою.

Починаючи з великого давньогрецького філософа Аристотеля, протягом майже двадцяти століть всі були переконані, що рух тіла з постійною швидкістю потребує для своєї підтримки в діях, вироблених на тіло ззовні, т. Е. В деякій активної причини. Вважали, що без такої підтримки тіло обов’язково зупиниться.

Це, здавалося, знаходить підтвердження в нашому повсякденному досвіді. Наприклад, автомобіль з вимкненим двигуном зупиняється і на абсолютно горизонтальній дорозі. Для підтримки його постійної швидкості необхідно, щоб двигун був включений.

Може виявитися й так, що тіло покоїться або рухається рівномірно і прямолінійно, т. Е. Без прискорення (= 0), хоча на нього і діють інші тіла. На столі лежить книга, її прискорення дорівнює нулю, хоча дія з боку інших тіл наявності. На книгу діють Земля, що притягає її, і стіл, який не дає їй впасти. У цьому випадку говорять, що дії врівноважують (або компенсують) один одного.

Насправді ж вільне тіло, яке не взаємодіє з іншими тілами, рухається завжди з постійною швидкістю або знаходиться у спокої.

Чи можна сказати, що вільне падіння – це падіння вільного тіла?

Запам’ятай
Вільним тілом називається тіло, яке не взаємодіє з іншими тілами.

Тільки дія з боку іншого тіла здатне змінити його швидкість. Якби не було опору руху з боку землі, то швидкість автомобіля на горизонтальному шосе і при вимкненому двигуні залишалася б постійною.

Галілеєм був сформульований закон інерції.

Закон інерції
Тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, якщо на нього не діють інші тіла.

Подумайте, чи залежить прискорення тіла від того, в якому стані воно було до початку руху, перебувало в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху.

Стан спокою і стан рівномірного прямолінійного руху (= 0) з точки зору динаміки не розрізняються.

Ключові слова для пошуку інформації по темі параграфа.
Інерція. Принцип причинності в механіці

Посилання на основну публікацію