Развитие представлений о механическом движении

Галилей опроверг аристотелевское противопоставление Земли и Неба. Он сформулировал аксиомы механического движения, кот. легли в основу законов Нььютона:

принцип инерции

свободное движение по горизонтальной плоскости происходит с постоянной по величине и направлению скоростью

принцип свободного падения: падающее тело движется с постоянным ускорением

принцип относительности: механические движения в различных инерциальных системах протекают одинаково (инерциальная система – система, на кот. действуют другие тела и она движется равномерно и прямолинейно относительно другой системы; неинерциальная – движется с ускорением).

 Заслуга Ньютона состоит в обобщении и систематизации известных принципов Галилея и законов Гюйгенса. Классическая механика Ньютона сыграла и играет до сих пор огромную роль в развитии естествознания. В 1667 г. Ньютон сформулировал три закона динамики – фундаментальные законы классической механики. Законы Ньютона рассматривают обычно как систему взаимосвязанных законов.

I Закон инерции: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние (стремление тела сохранить состояние покоя или равномерного прямолинейного движения – инертность или инерция).

II Закон: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе мат. точки (тела): a=F/m (закон справедлив только в инерциальных сис темах отсчета).

Взаимодействие между материальными точками определяется III Законом: всякое действие материальных точек друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки: F₁₂=-F₂₁. Этот закон позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек, характеризующихся парным взаимодействием. Причинное объяснение многих физических явлений в конце XVIII – начале XIX в. привело к абсолютизации классической механики. Возник лапласовский детерминизм (точное однозначное определение состояния механической системы и ее предыдущего состояния), который выражает идею абсолютного детерминизма – уверенность в том, что все происходящее имеет причину в человеческом понятии, и есть познанная и еще непознанная разумом необходимость. В конце XIX в. детерминизм потерпел поражение, когда выяснилось, что для некоторых природных процессов невозможно определить причину (напр., радиоактивный распад). Истинность законов классической механики не вызывает сомнения при скоростях значительно меньших скорости света и небольших массах. Она навсегда останется совершенно необходимым «мостом», соединяющим человека со все более глубокими уровнями микро- и мегамира.

Принцип относительности для механического движения. Законы Кеплера, Галилея, Декарта, Ньютона.

Важную роль в развитии естествознания сыграл принцип относительности, впервые сформулированный Галилеем для механического движения. Механическое движение относительно, и его характер зависит от системы отсчета. Система, в которой выполняется первый закон Ньютона, наз. инерциальной (инерциальная система – система, на кот. действуют другие тела и она движется равномерно и прямолинейно относительно другой системы). Для инерциальных систем выполняется механический принцип относительности – принцип относительности Галилея: во всех инерциальных системах отсчета законы классической динамики имеют одинаковую форму. Этот принцип означает, что уравнения динамики при переходе их одной инерциальной системы к другой не изменяются, т.е. инвариантны по отношению к преобразованию координат. Пуанкаре распространил механический принцип относительности на все электромагнитные процессы, а Эйнштейн использовал его для специальной теории относительности, принципы которой он сформулировал в 1905 г. В обобщенном виде принцип относительности формулируется так: все инерциальные системы отчета равноправны между собой (неотличимы друг от друга) в отношении протекания физических процессов или, другими словами, физические процессы не зависят от равномерного и прямолинейного движения системы отсчета. Заслуга Ньютона состоит в обобщении и систематизации известных принципов Галилея и законов Гюйгенса. Классическая механика Ньютона сыграла и играет до сих пор огромную роль в развитии естествознания. В 1667 г. Ньютон сформулировал три закона динамики – фундаментальные законы классической механики. Законы Ньютона рассматривают обычно как систему взаимосвязанных законов.

I Закон инерции: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние (стремление тела сохранить состояние покоя или равномерного прямолинейного движения – инертность или инерция).

II Закон: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе мат. точки (тела): a=F/m (закон справедлив только в инерциальных сис темах отсчета).

Взаимодействие между материальными точками определяется III Законом: всякое действие материальных точек друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки: F₁₂=-F₂₁. Этот закон позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек, характеризующихся парным взаимодействием.