Курс лекций по концепциям современного естествознания, страница 8

Из опыта, все тела взаимно действуют друг на друга. Взаимодействие между телами приводит к изменению в состоянии их движения. Для того, чтобы количественно сравнивать количественные взаимодействия, необходимо наличие определенной размерности. Для количественной характеристики взаимодействий необходима величина являющаяся их мерой. Такой величиной является сила (F¯).

Аристотель.

В качестве примеров своего закона механики приводил следующие доводы: «мы можем видеть движущуюся телегу, только когда ее движет лошадь». Естественное стремление всех тел является стремление к состоянию покоя. Только через много веков Галилей обратил внимание на то, что в размышлениях Аристотель отсутствует Сила Трения.

Галилей.

Впервые обратил внимание на существование силы трения. Он сделал вывод, что в отсутствии силы трения, всякое тело стремиться продолжать движение с постоянной скоростью. Характер движения тела зависит не только от характера взаимодействия, но и от выбора системы отсчета (закон Галилея выполняется не во всех системах отсчета). Системы отсчета, в которых выполняются закон Галилея называются инерциальными.

Первый закон Ньютона постулирует существование в природе инерциальных систем отсчета. Земля не является инерциальной системой отсчета. Инерциальной системой отсчета может считаться гелиоцентрическая система отсчета. Инерциальных систем отсчета – бесконечное множество, так как любая система отсчета относительно инерциальной системы так же будет инерциальной.

Второй закон Ньютона утверждает, что если на тело действует сила в инерциальной системе, то тело начинает двигаться с ускорением (F¯ = ma¯)

Инерция – свойство всех тел противиться изменению состояния их движения. Все тела обладают этим свойством. Инертная масса в данном случае – мера инерции тел.

 Ускорение – производная скорости по времени. В классической механике m=const

F = dp/dt, где p =mV

В этой формулировке: сила равна скорости изменения импульса тела

Третий закон Ньютона утверждает, что сила действия равна силе противодействия, равны по величине и противоположны по направлению.

В основу классической механики легли законы Ньютона. Законы Ньютона позволяют решить основную задачу механики. По заданным начальной скорости и начальному положению тела (V, r) можно найти зависимость скорости тела от времени и уравнение траектории его движения в любой момент времени.

Виды взаимодействий

На сегодняшний день известно о существовании в природе четырех видов фундаментальных взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, а также сильное (ядерное), слабое.

Отличительные признаки фундаментальных взаимодействий:

1)  Осуществляются на расстоянии по средствам соответствующих силовых полей

2)  Все другие виды взаимодействий имеют контактную природу и не имеют своей физической природы, а сводятся к фундаментальным взаимодействиям.

Примеры не фундаментальных сил: сила трения и сила упругости. Они сводятся к электромагнитному взаимодействию между заряженными частицами, из которых состоят трущиеся или деформирующие тела. Под действие силытела могут либо передвигаться в пространстве, либо деформироваться. В обоих случаях точка приложения силы изменяет свое положение в пространстве. Для того, чтобы сравнить последствия действия сил необходимо ввести величину, являющуюся мерой действия сил. Такой мерой является А (работа). Чем на большее расстояние перемещается тело, тем больше А. Работа прямо пропорциональна перемещению, прямо пропорциональна силе, из этого следует, что А=F∆r*cosß (ß=F¯, ∆r¯)

Мощность:

Мощность следует определять как скорость совершения работы (P = dA/dt)

Энергия:

Тело, обладающее механической энергией, отличается от не обладающего энергией тела тем, что оно способно совершить работу, поэтому механическую энергию следует воспринимать как мера работы, чем больше энергия – тем больше работа. Механическая работа бывает двух видов:кинетическая и потенциальная.