Современная формулировка

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Историческая формулировка

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна. Во-первых, термин «тело» следует заменить термином «материальная точка», так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил может совершать и вращательное движение. Во-вторых, и это главное, Ньютон в своем труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта, то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает. С другой стороны, в произвольной (например, вращающейся) системе отсчёта закон инерции неверен, поэтому ньютоновская формулировка была заменена постулатом существования инерциальных систем отсчета.

Второй закон Ньютона – дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчета (ИСО).

Масса материальной точки при этом полагается величиной постоянной во времени и независящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами.

Современная формулировка

В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально ее массе. Закон можно записать в виде формулы: а = F/m. Отсюда: F = m×а, где ускорение а=v a = v /t.

Этот закон может быть также сформулирован в эквивалентной форме с использованием понятия импульс. В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил: F = (p ₁- p ₂) /(t ₁ - t ₂), где p=v p = m×m.v.

Второй закон Ньютона, как и вся классическая механика, справедлив только для движения тел со скоростями, много меньшими скорости света. При движении тел со скоростями, близкими к скорости света, используется релятивистское обобщение второго закона, получаемое в рамках специальной теории относительности.

Историческая формулировка

Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Интересно, что если добавить требование инерциальности для системы отсчета, то в такой формулировке этот закон справедлив даже в релятивистской механике.Третий закон Ньютона описывает, как взаимодействуют две материальные точки.

Современная формулировка. Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению.

Закон утверждает, что силы возникают лишь попарно, причем любая сила, действующая на тело, имеет источник происхождения в виде другого тела. Иначе говоря, сила всегда есть результат взаимодействия тел. Существование сил, возникших самостоятельно, без взаимодействующих тел, невозможно.

Историческая формулировка

Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Из законов Ньютона сразу же следуют некоторые интересные выводы. Так, третий закон Ньютона говорит, что, как бы тела ни взаимодействовали друг с другом посредством сил, они не могут изменить свой суммарный импульс: возникает закон сохранения импульса. Далее, если потребовать, чтобы потенциал взаимодействия двух тел зависел только от модуля разности координат этих тел, то возникает закон сохранения механической энергии взаимодействующих тел. Законы Ньютона являются основными законами механики. Из них могут быть выведены уравнения движения механических систем. Однако не все законы механики можно вывести из законов Ньютона. Например, закон всемирного тяготения или закон Гука не являются следствиями трех законов Ньютона.

Научное объяснение – структурный элемент научного знания, представляющий собой процедуру, направленную на обогащение и углубления знаний о некотором объекте, путем включения его в структуру определенных связей, отношений и зависимостей, что дает возможность понять существенные признаки данного объекта. Научное объяснение разворачивается в форме полисиллогизмов.

В качестве базиса научного объяснения могут выступать: научный закон, факт, причина некоторого явления, эволюция некоторого организма, функция некоторого объекта познания.

Типы научного объяснения: 1) Дедуктивно-номологическое (объяснение какое-либо явления путем подведения его под общий закон, частным случаем которого оно является). 2) Интенционально-телеологическое. 3) Структурное. 4) Каузальное. 5) Функциональное.

Вопросы для самоподготовки и дискуссий

1. Раскройте содержание проблемы структурирования научного знания.

2. В чем сущность логического анализа форм научного знания?

3. Почему анализ понятий и их референтов является пропедевтикой научного познания?

4. Какие сложности возникают при построении понятийно-категориального аппарата конкретной науки?

5. Раскройте содержание темы «Эмпирические и теоретические термины в языке науки».

6. В чем состоит проблема элиминации теоретических терминов? Как она решалась в философии науки?

7. В чем сущность проблемы референции?

8. Какую роль в науке играет операция определения?

9. Какую роль в науке играет классификация?

10. Какие есть типы классификаций?

11. Чем естественная классификация отличается от искусственной?