Curs 02-2 (material suplimentar)

Relativitatea mișcării mecanice.

Mișcarea mecanică este relativă. Mișcarea aceluiași corp față de diferitele corpuri se dovedește a fi diferită.







De exemplu, mașina se mișcă de-a lungul drumului. În mașină există oameni. Oamenii se mișcă împreună cu mașina pe drum. Adică oamenii se mișcă în spațiu în raport cu drumul. Dar în ceea ce privește mașina în sine, oamenii nu se mișcă. Aceasta este manifestarea mișcării relative.

Pentru a descrie mișcarea corpului, este necesar să se precizeze în raport cu care corp este considerată mișcarea. Acest organism este numit organismul de referință. Restul este, de asemenea, relativ. De exemplu, un pasager dintr-un tren staționar se uită la trenul care trece și nu înțelege care tren se mișcă până când se uită la cer sau la sol.

Toate corpurile din univers se mișcă, astfel încât nu există corpuri care să se odihnească în totalitate. Din același motiv pentru a determina dacă organismul se mișcă sau nu, este posibil numai în ceea ce privește un alt corp.

De exemplu, mașina se mișcă de-a lungul drumului. Drumul se află pe planeta Pământ. Drumul este nemișcat. Prin urmare, puteți măsura viteza mașinii în raport cu un drum fix. Dar drumul este staționar relativ la Pământ. Cu toate acestea, Pământul însuși se învârte în jurul Soarelui. În consecință, drumul cu mașina se rotește și în jurul Soarelui. În consecință, mașina nu are numai mișcare translațională, ci și rotațională (în raport cu Soarele). Dar, în privința Pământului, mașina face numai mișcare înainte. Aceasta este manifestarea relativității mișcării mecanice.

Mișcarea aceluiași corp poate să pară diferită de punctul de vedere al diferiților observatori. Viteza, direcția de mișcare și tipul de traiectorie a corpului vor fi diferite pentru diferiți observatori. Fără a indica corpul contelui, vorbirea despre mișcare este lipsită de sens. De exemplu, un pasager așezat într-un tren se odihnește pe o mașină, dar se mișcă împreună cu mașina în raport cu platforma stației.

Să ilustrăm pentru diferiți observatori diferența în forma traiectoriei unui corp în mișcare. Fiind pe Pământ, este ușor să vedeți puncte luminoase de zbor rapid pe cerul de noapte - sateliți. Se deplasează în orbite circulare în jurul Pământului, adică în jurul nostru. Să ne așezăm acum în nava spațială care zboară spre Soare. Vom vedea că fiecare satelit nu se mișcă în jurul cercului din jurul Pământului, ci într-o spirală în jurul Soarelui:

Curs 02-2 (material suplimentar)

Relativitatea mișcării mecanice este dependența traiectoriei mișcării corpului, traiectoria traversată, deplasarea și viteza în alegerea cadrului de referință.

Mișcarea corpurilor poate fi descrisă în diferite cadre de referință. Din punct de vedere cinematic, toate cadrele de referință sunt egale. Cu toate acestea, caracteristicile cinematice ale mișcării, cum ar fi traiectoria, deplasarea, viteza, sunt diferite în diferite sisteme. Cantitățile care depind de alegerea cadrului de referință în care sunt măsurate sunt numite relative.







Galileo a arătat că în condițiile Pământului, legea inerției este practic valabilă. Conform acestei legi, efectul asupra corpului forțelor se manifestă prin schimbări de viteză; pentru a menține aceeași mișcare cu o viteză constantă în mărime și direcție nu necesită prezența forțelor. Cadrele de referință în care legea inerției este îndeplinită, a fost apelat cadrul de referință inerțial (ISO).

Sistemele care se rotesc sau accelerează nu sunt inerțiale.

Earth nu poate fi considerată pe deplin ISO: se rotește, dar pentru majoritatea obiectivelor noastre cadru de referință asociat cu pământ, într-o aproximare destul de bună poate fi luată ca referință inertsialnye.Sistema, se deplasează uniform într-o linie relativ direct la IRF, și inerțial.

Galileo și I. Newton au fost profund conștienți de ceea ce numim acum principiul relativității. conform căruia legile mecanice ale fizicii trebuie să fie aceleași în toate IFR-urile în aceleași condiții inițiale.

Din aceasta rezultă că nici un singur ISO nu este diferit de celălalt cadru de referință. Toate standardele ISO sunt echivalente în ceea ce privește fenomenele mecanice.

Principiul relativității lui Galileo provine din anumite presupuneri, care se bazează pe experiența noastră de zi cu zi. În mecanica clasică, spațiul și timpul sunt considerate absolut. Se presupune că lungimea corpurilor este aceeași în orice cadru de referință și că acel timp în diferite cadre de referință curge în același mod. Se presupune că masa corpului, precum și toate forțele rămân neschimbate în timpul tranziției de la un ISO la altul.

În validitatea principiului relativității, suntem convinși de experiența de zi cu zi, de exemplu, într-un tren în mișcare uniformă sau într-un plan al unui corp, care se mișcă în același mod ca și pe Pământ.

Nu există niciun experiment cu care să se poată determina care cadru de referință este într-adevăr în repaus și care se mișcă. Nu există cadre de referință în starea de odihnă absolută.

Dacă aruncați moneda vertical pe căruciorul în mișcare, numai coordonatele op-ampului se vor schimba în cadrul de referință asociat căruciorului.

În cadrul de referință asociat cu Pământul, coordonatele op amperatorului și OX sunt modificate.

În consecință, poziția cadavrelor și vitezele lor în diferite cadre de referință sunt diferite.

Să considerăm mișcarea unuia și aceluiași corp cu privire la două cadre diferite de referință: fix și în mișcare.

Barca traversează râul perpendicular pe curentul râului care se deplasează cu o anumită viteză în raport cu apa. Mișcarea barcii este monitorizată de doi observatori: unul nemișcat pe țărm, celălalt pe o plută plutitoare de-a lungul curentului. În ceea ce privește apa, pluta este imobila, iar în raport cu țărmul se mișcă cu viteza curentului.

Cu fiecare observator vom conecta sistemul de coordonate.

X0Y este un sistem de coordonate fix.

X'0'Y 'este un sistem de coordonate mobil.

Curs 02-2 (material suplimentar)

S - deplasarea barcii în raport cu CO fix.

S1 - deplasarea barcii în raport cu vehiculul mobil

S2 - deplasarea sistemului de referință mobil în raport cu CO fix.

Prin legea adăugării de vectori

Viteza este obținută prin împărțirea lui S la t:

v este viteza corpului în raport cu CO fix

v1 - viteza corpului față de mobilul CO

v2 este viteza cadrului de referință în mișcare în raport cu CO fix

Această formulă exprimă legea clasică de adăugare a vitezelor: viteza unui corp în raport cu un CO fix este egală cu suma geometrică a vitezei corpului față de CO mobil și viteza CO în mișcare față de CO fix.

În formă scalară, formula va arăta astfel:

Această formulă a fost obținută mai întâi de Galileo.

Principiul relativității lui Galileo. toate cadrele inerțiale de referință sunt egale; evoluția timpului, a masei, a accelerației și a forței în ele sunt înregistrate în mod egal.







Trimiteți-le prietenilor: