Все реальные системы отсчета являются инерциальными только с определенной точностью, то есть инерциальная система отсчета является абстракцией. Существование такой системы постулируется основными законами механики. Степень отклонения конкретной системы от инерциальной определяется экспериментально. Установлено, например, что так называемая Солнечная система отсчета (начало которой совпадает с центром масс Солнечной система, а координатные оси фиксированы по удаленным звездам) является инерциальной системой с огромной степенью точности. Однако для многих явлений инерциальной можно считать уже систему отсчета, связанную с Землей. Таким образом, реально используемые системы отсчета, которые для одних явлений могут с достаточной точностью считаться инерциальными, не будут такими для других. В этом пункте сказывается недостаточная общность классической механики, во всем другом отличающаяся высокой общностью. Этого недостатка лишена релятивистская механика, совершенно не зависящая от выбора системы отсчета.
2°. Законы Ньютона.
В основе классической механики лежат законы, открытые И.Ньютоном и опубликованные им в 1687 году в трактате "Математические начала натуральной философии". Эти законы являются обобщением многочисленных наблюдений явлений природы и специальных опытов. Законы Ньютона играют роль аксиом, из которых дедуктивным путем с использованием математического анализа получены все выводы механики.
Основные законы формулируются для свободных тел (материальных точек) и содержат следующие утверждения.
Первый закон (закон инерции). “Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения пока и поскольку оно не вынуждается приложенными силами изменить это состояние.”
Первый закон постулирует, что равномерное и прямолинейное движение (в частности покой) является естественным состоянием тела и, следовательно, не требует для своего поддержания силы. Способность тел сохранять свое движение при отсутствии сил и изменять его под действием сил не сразу, а постепенно называют инерцией. Инерция является одним из основных свойств материальных тел. Первый закон, утверждающий эту способность тел, называют законом инерции.
В законе идет речь о покое и равномерном и прямолинейном движении. Возникает вопрос, найдется ли система отсчета, в которой реализуется инерционное движение. Объективное значение первого закона состоит как раз в том, что он постулирует существование такой системы – инерциальной системы.
В инерциальной системе первый закон имеет вид:
Если 
, то 
(в
частности 
). (22.1)
Из первого закона следует, что
если тело в инерциальной системе движется не по инерции, то на него обязательно
действует сила. О связи силы с движением тела речь идет во втором законе
механики. Этот закон Ньютон формулировал с использованием понятия количества
движения 
, равного произведению массы на скорость
тела: 
.
Второй закон (основной закон механики). “Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует”.
Под изменением количества движения понимается скорость изменения этой величины, так что математически второго закон записывается в виде
,
(
–
коэффициент пропорциональности). В законе присутствуют четыре размерные величины:
масса, длина, время и сила. В каждой системе единиц измерения независимыми
являются три величины. Поэтому размерность четвертой величины выбирают такой,
чтобы 
. Поскольку масса является постоянной
величиной, а производная скорости по времени равна ускорению: 
, 
, то второй
закон можно записать в следующей форме
.
(22.2)
Т.о. произведение массы точки на ее ускорение равно действующей на точку силе. Итак, эффект действия силы на материальную точку заключается в том, что точка получает ускорение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.