Законы механики, сформулированные Ньютоном

Учебные материалы по биологии / Методология Исаака Ньютона / Законы механики, сформулированные Ньютоном

Страница 1

Фундаментальные физические теории (законы) представляют собой совокупность наиболее существенных знаний о физических закономерностях. Эти знания не являются исчерпывающими, но на сегодняшний день они наиболее полно отражают физические процессы в природе. В свою очередь, на основе тех или иных фундаментальных теорий формулируются частные физические законы. Подробная информация международные перевозки из китая в россию на нашем сайте.

Ученые-науковеды едины во мнении, что основу любой физической теории составляют три элемента, основным из которых является совокупность физических величин, с помощью которых описываются объекты данной теории. В механике Ньютона это координаты, импульсы, энергия, силы.

Ньютон впервые создал единую механику всех земных и небесных тел, с общими для них законами инерции, динамики, действия и противодействия, а также взаимного тяготения. Механистическая картина мира напоминала часы: любое событие однозначно определяется начальными условиями, задаваемыми абсолютно точно. В таком мире нет места случайности. В нем возможен демон Лапласа - существо, способное охватить всю совокупность данных о состоянии Вселенной в любой момент времени, могло бы не только предсказать будущее, но и до мельчайших подробностей восстановить прошлое.

Непосредственно законы механики, сформулированные Ньютоном, относятся к физическому телу, размерами которого можно пренебречь, материальной точке. Но любое тело макроскопических размеров всегда можно рассматривать как совокупность материальных точек и, следовательно, достаточно точно описать его движения.

Поэтому в современной физике под классической механикой понимают механику материальной точки или системы материальных точек и механику абсолютно твердого тела.

Основания механики Ньютона составляют три закона и два положения относительно природы пространства и времени.

Первый закон Ньютона. Материальная точка в отсутствие действия на нее сил или при взаимном уравновешивании последних находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Второй закон Ньютона. Скорость изменения импульса р материальной точки равна действующей на нее силе F, т.е.

= F, или = F, или а = ,

где m, v, a, t являются символьными обозначениями соответственно массы, вектора скорости, вектора ускорения и времени.

Третий закон Ньютона. Две материальные точки действуют друг на друга с силами F1 и F2, которые численно равны и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки: F1 = F2.

Три закона Ньютона предполагают определенную природу пространственных и временных промежутков. Выполняются они не во всех, а лишь в так называемых инерциальных системах отсчета.

Отметим, что законы ньютоновской классической механики являются обратимыми. Это своим следствием имеет тот факт, что в классической динамической системе всегда можно, варьируя начальные условия, привести систему в определенное, «нужное», заранее выбранное состояние.

Для расчета движения должна быть известна зависимость взаимодействия между частицами от их координат и от скоростей. Тогда по заданным значениям координат и импульсов всех частиц системы в начальный момент времени второй закон Ньютона позволяет однозначно определить координаты и импульсы в любой последующий момент времени. Это позволяет утверждать, что координаты и импульсы частиц системы полностью определяют ее состояние в механике. Любая механическая величина, представляющая для нас интерес (энергия, момент импульса и т.д.), выражается через координаты и импульс.

Таким образом, определяются все три элемента фундаментальной теории, какой является классическая механика.