Як звучить перше правило механіки і хто відкрив закон інерції? Чи правда, що цим питанням займався не один учений?
Коли та ким відкритий закон інерції?
У 1632 році Галілео Галілей відкрив одну із трьох закономірностей класичної механіки. Його доопрацювання завершив Ісаак Ньютон, сталося це у 1686 році. Формулювання правила звучить так:
Отже, дається поняття системи відліку у фізиці. Закономірність була встановлена в результаті практичних спостережень та виявлення закономірностей у фізичних властивостях об'єктів. Зроблені висновки можна застосовувати лише щодо предметів, що рухаються на малій швидкості. До явищ, що відбуваються за показниками руху світла, ці не застосовуються.
Динаміка – це розділ механіки взаємодії тіл. Крім першого закону, доопрацьованого Ньютоном, також виділяється другий - описаний Декартом у його праці "Початки" у 1644 році. Закономірності третього встановлено Християном Гюйгенсом у 1669 році.
Суть закону полягає в наступному: розглядається ізольоване тіло, що має ізоляцію від інших предметів зовнішнього світу та їхнього впливу. Спокій має відносну величину, оскільки коливання об'єкта у різних системах відліку досягає різних значень. В одній відзначається спокій або рух із постійним показником, в іншій – з прискоренням згідно з встановленим модулем по заданому напрямку.
У першому законі динаміки виділяється клас – інерційні системи. Оскільки рух виникає при вплив на предмет інших об'єктів, то при його подальшій ізоляції тіло зберігає модуль і спрямованість руху – і це явище називається інерцією. Її прояви називають " Першим законом Ньютона " .
Коли закон порушується?
Зазначений механізм дії поширюється на всі об'єкти, що знаходяться на поверхні або . При відхиленнях відзначається порушення закону Ньютона, що з обертанням планети навколо осі. Як приклад прояву властивостей неінерційної системи є прояв механічних законів у поведінці винаходу Фуко. Предмет є куля-маятник, закріплений на тонкій нитці і розкачений до коливань невеликої амплітуди. Якби предмет знаходився в інерційній системі, то площина гойдання відрізнялася стабільністю. Однак через рух навколо власності осі Землі вона зміщується.
Таким чином відомо, хто відкрив закон інерції першого порядку. Саме він став підставою для створення базових правил механіки та встановлення нових закономірностей у фізиці.
Перший закон Ньютонаабо закон інерціїбув встановлений Галілео Галілеєм у 1632 році, але строго сформульований лише Ісааком Ньютоном у 1686 році. Він є першим із 3-х законів традиційної механіки і в сучасному формулюванні він звучить так:
Існують такі системи відліку, щодо яких тіло (речова точка) за відсутності на неї зовнішніх впливів (або при їх взаємній компенсації) зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху. (Джерело)
До цього формулювання зазвичай додають: такі системи відліку називаються інерційними.Отже, перший закон Ньютона є визначенням і твердженням існування інерційних систем отсчета. Але цей зміст нерідко упускається у простих підручниках фізики, де нерідко є можливість зустріти такі формулювання:
Будь-яке тіло, вільне від впливу інших тіл, зберігає свою швидкість постійної.(Джерело)
Подібні формулювання породжують неправильне враження, що перший закон Ньютона є лише особистим випадком другого, який стверджує, що прискорення тіла пропорційно діє на нього силі. Слід, проте, відзначити, що такі формулювання формально слідують Ньютону, який немає очевидно сформульованого поняття системи відліку та уявлення існування різних типів систем отсчета. Ось формулювання першого закону у Ньютона:
Будь-яке тіло продовжує утримуватися у стані спокою чи рівномірного прямолінійного руху, поки що оскільки вона не спонукається докладеними силами змінювати цей стан. (Ісаак Ньютон, Математичні початки натуральної філософії, М., Наука, 1989, пров. з лат. акад. А.М. Крилова)
Унікальне (латинське) формулювання першого закону:
Corpus omne preseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.(Там же)
Джерела:
Хто відкрив закон інерції?
Перший закон Ньютона чи закон інерції було встановлено Галілео Галілеєм 1632 року, але строго сформульований лише Ісааком Ньютоном 1686 року. Він є першим з трьох законів традиційної механіки і в сучасному формулюванні він звучить так: Є такі системи відліку, щодо яких тіло (речова точка) за відсутності на неї зовнішніх впливів (або при їх...
Перший закон Ньютона з погляду сучасних уявлень можна сформулювати так: існують такі системи відліку, щодо яких тіло (матеріальна точка) за відсутності на нього зовнішніх впливів (або їх взаємної компенсації) зберігає стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху.
Системи відліку, у яких виконується закон інерції, називають інерційними системами відліку (ІСО).
Явищем інерції є виникнення фіктивних сил інерції в неінерційних системах відліку.
Вперше закон інерції був сформульований Галілео Галілеєм, який після безлічі дослідів уклав, що для руху вільного тіла з постійною швидкістю не потрібно будь-якої зовнішньої причини. До цього загальноприйнятою була інша точка зору (висхідна до Аристотеля): вільне тіло перебуває у стані спокою, а руху з постійної швидкістю необхідний додаток постійної сили.
Принцип відносності Галілея:у всіх інерційних системах відліку всі фізичні процеси протікають однаково (якщо умови всім тіл однакові). У системі відліку, наведеної в стан спокою або рівномірного прямолінійного руху щодо інерційної системи відліку (умовно - «спокоїться») всі процеси протікають так само, як і в системі, що покоїться.
Слід зазначити, що поняття інерційної системи відліку - абстрактна модель (якийсь ідеальний об'єкт розглядається замість реального об'єкта. Прикладами абстрактної моделі служать абсолютно тверде тіло або невагома нитка), реальні системи відліку завжди пов'язані з будь-яким об'єктом і відповідність реально спостерігається руху тіл у таких системах із результатами розрахунків буде неповним.
Див. також
Література
Посилання
- Masreliez, C J; Dynamic incremental scale transition with application to physics and cosmology, Physica Scripta (oct 2007)
- Masreliez C. J., Motion, Inertia and Special Relativity - a Novel Perspective, Physica Scripta (dec 2006)
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Інерції закон" в інших словниках:
Один із осн. законів механіки, відповідно до рому за відсутності внеш. впливів (сил) або коли чинні сили взаємно врівноважені тіло зберігає незмінним стан свого руху чи спокою щодо інерційної системи відліку. У… … Фізична енциклопедія
Див Ньютона закони … Великий Енциклопедичний словник
Див Ньютона закони. * * * ІНЕРЦІЇ ЗАКОН ІНЕРЦІЇ ЗАКОН, див. Ньютона закони (див. НЬЮТОНА ЗАКОНИ) … Енциклопедичний словник
Квадратичних форм теорема, яка стверджує, що при будь-якому способі приведення квадратичної форми з дійсними коефіцієнтами до суми квадратів за допомогою лінійної заміни змінних де Q невироджена матриця з дійсними коефіцієнтами, … Математична енциклопедія
Перший закон Ньютона (див. Ньютона закони механіки). Великий енциклопедичний політехнічний словник
Перший Ньютон закон … Природознавство. Енциклопедичний словник
Один із основних законів механіки, згідно з яким за відсутності зовнішніх впливів (сил) або коли чинні сили взаємно врівноважені, тіло зберігає незмінним стан свого руху чи спокою щодо інерційної системи. Велика Радянська Енциклопедія
У фізиці перший закон Ньютона. див. статтю Інерція Закон інерції в математиці див. розділ «Властивості» у статті «Квадратична форма» (закон інерції Сільвестра) … Вікіпедія
ЗАКОН ІНЕРЦІЇ- див … Велика політехнічна енциклопедія
Сила інерції фіктивна сила, яку можна запровадити у неінерційній системі відліку те щоб закони механіки у ній збігалися із законами інерційних систем. У математичних обчисленнях запровадження цієї сили відбувається шляхом перетворення… … Вікіпедія
Книги
- Аналітичне Природознавство, Панченков А.Н.. Монографія – підсумковий документ п'ятдесятирічних досліджень автора, присвячених Природі та Реальності. Її мета: створення сучасного наукового світогляду у вигляді аксіоматичної...
- Жива матерія. Фундаментальна фізика з літературними вставками, А. І. Замовників. Успіхи формалізованого опису явищ природи, блискучим прикладом яких є закон всесвітнього тяжіння, перетворили формалізм як би на достатній ступінь наукового пізнання, знизили…
2. Сила, з якою тіло діє на опору або розтягує підвіс.
7. Процес переходу від ручної праці до машинного.
9. Фізична величина – міра взаємодії матеріальних об'єктів.
11. Одиниця гучності.
12. Італійський фізик, який відкрив закон падіння тел.
14. Найбільше відхилення тіла від положення рівноваги.
18. Літальний апарат із реактивним двигуном.
19. Прилад - джерело звуку однієї частоти, що є вигнутими металевими стрижнями на ніжці.
20. Фізична величина, що характеризує швидкість зміни становища тіла.
По вертикалі:
1. Спрямований відрізок, що сполучає початкове положення тіла
1. Куля рухається під дією постійної за модулем і напрямом сили. Виберіть правильне твердження:
А.Швидкість кульки не змінюється.
Б. Кулька рухається поступово.
В.Шарик рухається із постійним прискоренням.
2. Як рухається кулька масою 500г. під дією сили 4 Н?
А.З прискоренням 2 м/с (у квадраті)
Б. З постійною швидкістю 0,125 м/с.
В.З постійним прискорення 8м/с(у квадраті)
3.У яких наведених нижче випадках йдеться про рух тіл за інерцією?
О.Тіло лежить на поверхні столу.
Б.Катер після вимкнення двигуна продовжує рухатися по поверхні води
В.Супутник рухається орбітою навколо Сонця.
4.а) чому перший закон Ньютона називають законом інерції?
б. як рухається тіло, якщо векторна сума сил, що діють на нього, дорівнює нулю?
в.О векторне скло автомібіля, що рухається, вдарився комар.Порівняйте сили, що діють на комара і автомобіль під час удару.
5.а.За якої умови тіло може рухатися рівномірно та прямолінійно?
б. За допомогою двох однакових повітряних куль підминають зі стану спокою різні тіла. За якою ознакою можна укласти, у якого з цих тіл більша маса?
в. М'яч ударяє у віконне скло. На яке з тіл (м'яч чи скло) діє при ударі велика сила?
7.а.На столі лежить брусок. Які сили діють на нього? Чому брусок спочиває?
б. З яким прискоренням рухається при розбігу реактивний літак з масою 60 т., якщо сила тяги двигунів 90 кН?
в. Теплохід при зіткненні з човном може потопити її без усяких для себе ушкоджень. Як це узгоджується з рівністю модулів сил взаємодії?
8.а.Якими способами насаджують сокиру на рукоятку?Як пояснити явища, що при цьому відбуваються?
Яка сила повідомляє тілу масою 400г. прискорення 2 м/с (у квадраті)?
в. Двоє хлопчиків тягнуть шнур у протилежні сторони, кожен із силою 100Н. Чи розірветься шнур, якщо він може витримати навантаження 150Н?
Якщо тіло перебуває у стані спокою стосовно Землі, воно зберігатиме свій стан нескінченно довго, до того часу, поки інші тіла, впливаючи нею, не виведуть, аналізоване тіло, із цього стану.
Відомо, що й тіло здійснює рух, стосовно Землі, то зміна його швидкості, неспроможна відбуватися саме собою. Зміна величини та напряму швидкості тіла щодо Землі відбувається при впливі на тіло з боку інших тіл. Виникає питання: для того, щоб тіло мало постійну швидкість щодо Землі, є необхідним вплив на тіло, що розглядається, з боку інших тіл?
Довгий час, починаючи з четвертого століття до нашої ери, панувала думка, яку сформулював Арістотель. Він вважав, що для того, щоб тіло рухалося (у тому числі і з постійною швидкістю), необхідна дія на нього з боку інших тіл. Так, щоб автомобіль їхав, двигун повинен завжди працювати. Перестав двигун працювати, автомобіль зупинився. Слідуючи за Аристотелем треба було б сказати, що причиною руху є вплив на тіло, що розглядається, з боку інших тіл. Аристотель мав дуже великий авторитет, його праці становлять роботи з філософії, природничих наук, історії та психології та ін. Аристотель був учителем А. Македонського, який відчував до свого вчителя великий піетет. Авторитет Аристотеля був настільки високим, що його пояснення причин руху панували у європейському природознавстві понад дві тисячі років.
Закон інерції?
Варто зазначити, що китайські «фізики» фрагментарно сформулювали закон інерції між 450 та 250 роками до нашої ери. У роботі філософа Мо-цзи було написано приблизно таке: Якщо протидіючої сили немає, то рух тіла ніколи не припиниться. Думка про прямолінійність руху за інерцією китайці формулювали так: Якщо є підтримуючий стовп, то рух не припиниться. Воно буде уподібнене переходу по висячому мосту. У перекладі на сучасну мову це означає: У тому випадку, якщо на тіло, що рухається, впливати з силою спрямованою під кутом до напрямку переміщення, то тіло буде рухатися по криволінійній траєкторії.
У Європі поняття інерції було сформульовано Г. Галілеєм у середині сімнадцятого століття, після того, як він провів серію широко відомих експериментів із кулями. Г. Галілей одним із перших дійшов пояснення причин рівномірного та прискореного переміщення тіл та досліджував рух за інерцією. Однак уявлення Галілея були не вірні до кінця, тому що він стверджував, що тіло, на яке не діють сили, рухається рівномірно по колу. Такі уявлення вченого було сформовано після вивчення руху небесних тіл. Бо він вважав, що небесні тіла рухаються власними силами.
Було б правильно говорити, що першим сформулював закон інерції французький філософ, математик Р. Декарт. Він писав про те, що будь-яке тіло перебуває в одному стані до того моменту, поки не зустрінеться з іншим тілом. І в іншому своєму законі Декарт каже, що будь-яка частка прагне рухатися виключно прямою. Однак Декарт дав формулювання своїх законів, не знаючи про сили гравітації і швидше за натхненням, ніж спираючись на факти, тому вважають, що закон інерції, який ми знаємо, сформулював І. Ньютон:
Кожне тіло перебуває у стані спокою або рухається рівномірно і прямолінійно, щодо будь-якої інерційної системи відліку, до того моменту, поки дія на нього інших тіл не змусить його змінити свій стан.
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
| Завдання | У чому сенс дослідів Галілея з похилою площиною і чому вони підтверджують закон інерції? |
| Рішення | Зробимо малюнок. Галілей зробив кілька похилих площин з вирізаними у них прямими жолобами. Довжина площини складала приблизно 5 метрів. Жолоб дослідник вистилав пергаментом для того, щоб зменшити силу тертя. По жолобі скочувався важкий шар. Галілей помічав положення кулі через однакові проміжки часу. Оскільки секундоміра в цей час не було, то вчений використовував свій пульс або інші не надто зручні методи виміру часу. Було отримано, що шлях пройдений тілом, що рухається з постійним прискоренням, пропорційний квадрату часу. Цей експеримент, поряд з іншими дослідами з падіння тіл, дали основу принципу інерції. Виходило, що куля, що скочується по похилій площині віз, збільшувала швидкість, при русі вгору швидкість тіла зменшувалася. Якщо площина, якою рухалося тіло, була горизонтальна, то тіло свою швидкість майже змінювало, оскільки він був причини прискорюватися чи уповільнюватися. За припущенням Галілея, якщо немає причини зміни руху, тіло рухається рівномірно або перебуває у стані спокою. |