ЛЕКЦИЯ 2. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА

Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона

Динамика изучает связь между взаимодействиями тел и происходящими в результате этого изменениями в движении взаимодействующих тел. В основе динамики лежат три закона Ньютона. Они являются эмпирическими, опытными законами. В кинематике, где не рассматриваются причины, вызывающие механическое движение, все системы отсчёта равноправны. В динамике же обнаруживается существенное различие между разными системами отсчёта. Оказывается, что динамические законы движения могут иметь различный вид в разных системах отсчёта. Естественно поэтому выбирать такие системы, где эти законы имеют наиболее простой вид. В связи с этим рассмотрим, чем может быть вызвано ускорение материальной точки в произвольной системе отсчёта.

Опыт показывает, что, во-первых, причиной ускорения может быть действие на материальную точку других тел и, во-вторых, свойства самой системы отсчёта. В самом деле, относительно различных систем отсчёта (движущихся, например, с ускорением) ускорение материальной точки может быть различным. Поэтому естественно выбирать такие системы отсчёта, в которых ускорение материальной точки целиком и только обусловлено взаимодействием с другими телами. В таких системах отсчёта материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет её из этого состояния. Такие системы называются инерциальными. Выделенный текст составляет содержание 1-го закона Ньютона. В нём содержатся 2 утверждения:

1 Для равномерного прямолинейного движения тела не требуется каких-либо внешних воздействий. В этом смысле состояния покоя и равномерного прямолинейного движения являются абсолютно равноправными.

2 Первый закон Ньютона дает опытный критерий, позволяющий ответить на вопрос – является ли система отсчета инерциальной или нет. А именно – это такие системы, относительно которых материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.

Часто первый закон Ньютона называют законом инерции. Инерция [2] – это явление, заключающееся в том, что тело движется равномерно прямолинейно, если на него не действуют другие тела, или действие со стороны других тел скомпенсировано.

Мы будем рассматривать движение тел в инерциальных системах отсчёта. Во многих практических задачах инерциальной можно считать систему отсчёта, связанную с Землёй.

Поиск по сайту: