Инерциальные системы отсчета
Инвариантность формулы 2-го закона Ньютона
жүктеу/скачать 177 Kb.
|
km 03
| Инвариантность формулы 2-го закона Ньютона
Запишем формулу 2-го закона Ньютона в следующем скалярном виде (17) имея в виду одномерный характер рассматриваемого движения. Как известно, основной задачей механики является установление закона движения по заданным силам и начальным условиям. Но если мы имеем возможность пользоваться любой ИСО, то возникает вопрос: а будет ли закон Ньютона таким же и в другой ИСО, будет ли уравнение закона сохранять свой вид и в новых переменных (в обозначениях ИСО ')? Чтобы получить ответ на заданный вопрос, необходимо проанализировать каждою величину, входящую в формулу закона, на предмет ее абсолютности, инвариантности. Выше было указано, что ускорение есть величина инвариантная. В рамках классической физики справедлив закон сохранения массы, установленный Ломоносовым и Лавуазье. Следовательно, масса является инвариантной величиной. Остается проанализировать те силы, которые рассматриваются в классической механике: сила трения , сила упругости и сила гравитационного взаимодействия где —постоянные коэффициенты, а , — соответственно относительная скорость движения одного тела относительного другого, величина деформации и расстояние между тяготеющими телами. Но все эти величины, как было показано выше, являются абсолютными, инвариантными величинами. Следовательно и формула 2-го закона механики сохраняет свой вид, и величины, входящие в нее, не изменяют своего численного значения при переходе от одной ИСО к другой при помощи формул Галилея. Таким образом, 2-й закон механики является абсолютным, инвариантным законом, т. е. он справедлив в любой ИСО. Но это же утверждает и принцип относительности Галилея: во всех ИСО механические явления при одинаковых условиях протекают одинаково. У принципа относительности есть и другая, так называемая отрицательная формулировка: нельзя, ставя внутри ИСО механические опыты, установить, движется или покоится данная ИСО. Другими словами, равномерное, прямолинейное движение и покой относительны, нет возможности, наблюдая механические явления, обнаружить абсолютный покой и движение. Этот вывод отрицает существование абсолютного пространства и времени и связанного с ними абсолютного движения и покоя, точнее, отрицает возможность обнаружить абсолютное пространство и время, наблюдая лишь механические явления. Но по ньютоновским представлениям такие абсолютные пространство и время должны существовать. И физики решили искать их, используя другие, немеханические процессы, например, оптические. Начался новый этап развития физики,, который и привел в конце концов к возникновению специальной теории относительности, к революции в физической науке (см.Приложение1) В СТО между пространством и временем устанавливается связь, рассматривается единое пространство – время, мир считается 4-х мерным (более подробно изложение СТО см. в конце книги). На смену формулам Галилея пришли формулы Лоренца: При выполнении соотношения формулы Лоренца переходят в формулы Галилея - это требует принцип соответствия, согласно которому всякая более общая физическая теория содержит в себе как предельный случай предшествующую теорию. Принцип соответствия устанавливает границы применимость КМ: если можно пренебречь близкодействием, то справедлива КМ. жүктеу/скачать 177 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|