първи закон на Нютон постулира съществуването на инерционни еталонни системи. Ето защо, тя е също така известен като закон за инерцията. Инерцията (известен още като инерцията) - собственост на тялото да се поддържа скоростта на неговото движение постоянно в големина и посока, когато няма сила, както и имуществото на тялото да се противопоставят на промяната в нейната скорост. За да промените скоростта на тялото, че е необходимо да се прилагат някои сила, в резултат на същите сили в различните органи, ще бъдат различни: на тялото имат различна инерцията (инерцията), стойността на което се характеризира с тяхната маса.
Модерният формулиране Редактиране
В съвременната физика, първи закон на Нютон прие да се формулира по следния начин:
Има някои референтна рамка. нарича инерциална. спрямо който материалът точки. когато те нямат сила (или сили действат взаимно балансирани), са в състояние на покой или равномерно праволинейно движение.
Исторически Декларация за политика
Нютон формулира първия закон на механиката, както следва:
Всяко тяло продължава в състояние на покой или равномерно движение, и толкова дълго, тъй като тя е принудена да се промени, че държавните сили.
От гледната точка, текстът е незадоволително. Първо, понятието "орган" се заменя с термина "материалната точка", като орган на краен размер в отсъствието на външни сили и може да направи въртеливо движение. На второ място, и най-важното е, че Нютон в работата си се позовава на съществуването на абсолютна фиксирана референтна рамка. това е, абсолютна пространството и времето, и това е една идея, отхвърлен от съвременната физика. От друга страна, в произволно (например, въртящи се) референтна рамка закона на инерцията е невалиден, така че формулирането на Нютон е заменен от постулата за съществуването на инерционни еталонни системи.
вторият закон на Нютон - закона на диференциалното движение. описва връзката между приложената сила до точката на материал и да се възползват от това ускоряване на тази точка. В действителност, втори закон на Нютон въвежда масата като мярка за инертността на материала проявление точки в избраната инерциална референтна система (ISO).
Масата на материална точка в този случай се приема постоянна стойност с течение на времето и независимо от всякакви характеристики на неговото движение и взаимодействие с други органи.
Модерният формулиране Редактиране
В инерционни референтна рамка ускорение, което получава материал точка с постоянна маса е директно пропорционална на резултантната на всички сили, приложени към него и обратно пропорционална на неговата маса.
Чрез подходящ избор на единици. Този закон може да се запише като формула:
вторият закон на Нютон също могат да бъдат формулирани в еквивалентна форма с помощта на понятия пулс:
Най-инерциална система инерция промяна на материална точка скорост е равна на резултатната на всички външни сили прилага към него.
където р = → m об →> = m >> - импулс точка, о → >> - скорост. и т - време. В такъв състав, както в предходния, се смята, че масата на материал, а не се променя с течение на времето. Понякога се опитва да разшири обхвата на приложение на уравнение г р → г т = F → >>> = >> и в случай на органи с променлива маса. Въпреки това, с такова широко тълкуване на уравнение има значително се променят от вече приетите дефиниции и променя смисъла на такива основни понятия като материална точка, и пулса на захранването.Бележки Редактиране
Когато материална точка има няколко сили, като се вземат предвид принципа на суперпозиция. вторият закон на Нютон може да се запише като:
вторият закон на Нютон, както и всички класическата механика на е валидна само за движението на телата при скорост много по-ниски, отколкото със скоростта на светлината. При преместване органи при скорости, близки до скоростта на светлината, с помощта на релативистичната обобщение на втория закон. получена в рамките на специалната теория на относителността.
Имайте предвид, че не може да се счита за специален случай (когато F → = 0> 0 =>) втори закон, като равностойни на първия, като първия закон постулира съществуването на ISO, а вторият вече е формулирано по ISO.
Исторически Декларация за политика
първоначалната формулировка на Нютон:
Промяната на движението е пропорционална възниква движеща сила в посока на правата линия, в която тази сила е.
Интересното е, че ако добавим изискването за инерциална отправна рамка, в тази формулировка, законът е в сила дори и в релативистичната механика.
Този закон се описва как двете материални точки. Вземете за пример една затворена система, състояща се от две материални точки. Първата точка към втора може да действа със сила F → 1 → 2> _>. а вторият - първият със сила F → 2 → 1> _>. Каква е разликата между силите? третият закон на Нютон гласи: действия сила F → → 1 2> _> е равен по сила и обратна по посока сила, за да се противопостави на F → 2 → 1> _>.
Модерният формулиране Редактиране
Материалните точки взаимодействат сили и има същия характер, насочени по протежение на линията, свързваща тези точки е равен по сила и противоположно по посока:
Законът гласи, че силите възникват само по двойки, с който и да е сила, действаща на тялото, има произхода под формата на друг орган. С други думи, силата винаги е резултат от взаимодействието на телата. Съществуването на сили, които са възникнали независимо, без да взаимодейства органи, не е възможно.
Исторически Декларация за политика
Нютон дава следната формулировка на закона:
Всяко действие има равна и противоположна реакция, или - взаимодействието на две тела при взаимно са равни една на друга и ориентирани в противоположни посоки.
третият закон на Нютон сила на Лоренц не е доволен. Само като го преформулира като закона за запазване на инерцията в затворена система от частици и електромагнитни полета, е възможно да се възстанови справедливостта.
Изследване на законите на Нютон Редактиране
Законите на Нютон са аксиоми на класическите Нютоновата механика. От тях, като следствие, получени уравненията на движение на механични системи, както и "закони за опазване", по-долу. Разбира се, има закони (например гравитацията или Хук), не се следват от трите постулатите на Нютон.
Редактиране на уравнението на движение
Уравнението F → = m на →> = т> е диференциално уравнение. Ускорението е втората производна на координати по отношение на времето. Това означава, че развитието на (преместване) механична система във времето може да се определи еднозначно, ако сте задали първоначалното си положение и начална скорост.
Имайте предвид, че ако уравненията, които описват нашия свят, ще бъдат първите уравнения ред, а след това в нашия свят ще изчезне явления като инерцията. колебания. вълна.
Закон за запазване на инерцията Редактиране
Закон за запазване на инерцията се посочва, че вектор сума от импулси от всички органи на системата е постоянна. ако вектор сумата от външни сили, действащи върху системата от органи, е равна на нула.
Закон за запазване на механичната енергия Редактиране
Ако всички сили са консервативни. има закон за запазване на механичната енергия на взаимодействащите органи: общата механична енергия на затворена система от органи, между които има само консервативни сили. остава постоянна.
закони и сили на инерция Редактиране на Нютон
Използването закон на Нютон поема задачата за някои ISO. Въпреки това, на практика, трябва да се справят с не-инерционен референтен кадър. В тези случаи, в допълнение към силите въпросните в втория и третия законите на механиката на Нютон са въведени в разглеждане на така наречените сили на инерцията.
Обикновено, ние говорим за силите на инерцията на два различни вида. Силата на първия тип (dalamberova инерционна сила) е векторна величина, равна на масата на материал точка на неговото ускоряване, взети със знак минус. Force от втори тип (Euler инертната сила) са използвани за получаване на официална възможност за запис на уравненията на движение на телата в неинерциални референтна рамка като съвпада с формата на втория закон на Нютон. По дефиниция, Ойлер инертната сила равна на произведението на масата на разликата между стойностите на ускорението в не-инерционно опорния кадър за който се въвежда сила, от една страна, и всяка инерционен референтен система. от друга. Определя се по този начин принуждава силите на инерцията в истинския смисъл на думата не са. те се наричат фиктивен. видно или pseudoforces.
закони на механиката разбира Нютон в логиката Редактиране
Съществуват различни начини методологично формулировка на класическата механика, т.е. избора на нейните основни постулати. въз основа на които са последиците след изхода-закони и уравненията на движение. Осъществяване на законите на Нютоновата статус аксиоми, въз основа на емпиричен материал - само един от тези методи ( "Нютоновата механика"). Този подход е възприет в гимназията, както и в повечето университетски курсове с обща физика.
Един алтернативен подход, който се използва най-вече в рамките на теоретичната физика, в полза на Механика на Лагранж. Като част от Лагранж формализма са единствената формула (пост действие) и един постулат (тяло се движи така, че действието е стационарен). което е теоретична концепция. От това можем да извлечем всички закони на Нютон, но само за Лагранж системи (по-специално за консервативни системи). Трябва да се отбележи обаче, че всички известни основни взаимодействия е описан от Лагранж системи. Освен това, в рамките на Лагранж формализма може лесно да се помисли за една хипотетична ситуация, в която действието е друг вид. В този случай, уравненията на движение ще имат различни за законите на Нютон, но класическата механика, ще продължат да се прилагат.
Свързани статии