Gamle filosofer prøvde å forstå essensen av bevegelse, for å avsløre påvirkningen av stjerner og solen på en person. I tillegg har folk alltid prøvd å identifisere kreftene som virker på et materiellt punkt i prosessen med dets bevegelse, så vel som i et øyeblikk av hvile.
Aristoteles mente at i fravær av bevegelse påvirkes ikke kroppen av noen krefter. La oss prøve å finne ut hvilke referanserammer som kalles treghet, vi vil gi eksempler på dem.
Hviletilstand
I hverdagen er det vanskelig å oppdage en slik tilstand. I nesten alle typer mekanisk bevegelse antas tilstedeværelsen av fremmede krefter. Årsaken er friksjonskraften, som ikke lar mange gjenstander forlate sin opprinnelige posisjon, for å forlate hviletilstanden.
Med tanke på eksempler på treghetsreferansesystemer, merker vi at de alle samsvarer med Newtons 1. lov. Først etter oppdagelsen var det mulig å forklare hviletilstanden, for å indikere kreftene som virker i denne tilstanden på kroppen.
Formulering av Newtons første lov
I den moderne tolkningen forklarer han eksistensen av koordinatsystemer, i forhold til hvilke man kan vurdere fraværet av ytre krefter som virker på et materiell punkt. Fra Newtons synspunkt kalles referansesystemer treghetssystemer, som lar oss vurdere bevaring av kroppens hastighet over lang tid.
Definitions
Hvilke referanserammer er treghet? Eksempler på dem studeres i skolens fysikkkurs. Treghetsreferansesystemer anses å være de med hensyn til hvilke materialpunktet beveger seg med konstant hastighet. Newton presiserte at ethvert legeme kan være i en lignende tilstand så lenge det ikke er behov for å bruke krefter på det som kan endre en slik tilstand.
I virkeligheten er treghetsloven ikke oppfylt i alle tilfeller. Ved å analysere eksempler på treghets- og ikke-treghetsreferanserammer, tenk på en person som holder fast i rekkverket i et kjøretøy i bevegelse. Når en bil bremser kraftig, beveger en person seg automatisk i forhold til kjøretøyet, til tross for fravær av en ekstern kraft.
Det viser seg at ikke alle eksempler på en treghetsreferanseramme samsvarer med formuleringen av 1 Newtons lov. For å tydeliggjøre treghetsloven ble det introdusert en raffinert definisjon av referansesystemer der den er upåklagelig oppfylt.
Typer referansesystemer
Hvilke referansesystemer kalles treghet? Det vil bli klart snart. "Gi eksempler på treghetsreferansesystemer der 1 Newtons lov er oppfylt" -tilsvarende oppgave tilbys skoleelever som har valgt fysikk som eksamen i niende klasse. For å takle oppgaven er det nødvendig å ha en ide om treghets- og ikke-treghetsreferanserammer.
Treghet innebærer bevaring av hvile eller jevn rettlinjet bevegelse av kroppen så lenge kroppen er isolert. "Isolerte" kropper er de som ikke er koblet sammen, ikke samhandler, er fjernet fra hverandre.
La oss vurdere noen eksempler på en treghetsreferanseramme. Hvis vi antar at en stjerne i galaksen er en referanseramme, i stedet for en buss i bevegelse, vil implementeringen av treghetsloven for passasjerer som holder seg på skinnene være feilfri.
Under bremsing vil dette kjøretøyet fortsette å bevege seg jevnt i en rett linje til det blir påvirket av andre karosserier.
Hvilke eksempler på en treghetsreferanseramme kan du gi? De skal ikke ha en forbindelse med den analyserte kroppen, påvirke dens treghet.
Det er for slike systemer at Newtons 1. lov er oppfylt. I det virkelige liv er det vanskelig å vurdere bevegelsen til en kropp i forhold til treghetsreferanserammer. Det er umulig å komme til en fjern stjerne for å utføre jordiske eksperimenter fra den.
Jorden er akseptert som betingede referansesystemer, til tross for at den er assosiert med objekter plassert på den.
Det er mulig å beregne akselerasjonen i treghetsreferanserammen hvis vi betrakter jordens overflate som referanserammen. I fysikk er det ingen matematisk registrering av Newtons 1. lov, men det er han som er grunnlaget foravledning av mange fysiske definisjoner og termer.
Eksempler på treghetsreferanserammer
Skoleelever synes noen ganger det er vanskelig å forstå fysiske fenomener. Niendeklassinger tilbys oppgaven med følgende innhold: «Hvilke referanserammer kalles treghet? Gi eksempler på slike systemer. Anta at vognen med ballen i utgangspunktet beveger seg på et flatt underlag med konstant hastighet. Deretter beveger den seg langs sanden, som et resultat av at ballen settes i akselerert bevegelse, til tross for at ingen andre krefter virker på den (deres totale effekt er null).
Kjernen i det som skjer kan forklares med det faktum at mens det beveger seg på en sandflate, slutter systemet å være treghet, det har en konstant hastighet. Eksempler på treghets- og ikke-treghetsreferanserammer indikerer at overgangen deres skjer i en viss tidsperiode.
Når kroppen akselererer, har akselerasjonen en positiv verdi, og ved bremsing blir dette tallet negativt.
Curvilinear movement
I forhold til stjernene og solen utføres jordens bevegelse langs en krumlinjet bane, som har form av en ellipse. Den referanserammen, der sentrum er på linje med solen, og aksene er rettet mot visse stjerner, vil bli ansett som treghet.
Merk at enhver referanseramme som vil bevege seg i en rett linje og jevnt i forhold til den heliosentriskesystemet er treghet. Kurvilineær bevegelse utføres med en viss akselerasjon.
Gitt det faktum at jorden beveger seg rundt sin akse, beveger referanserammen, som er assosiert med overflaten, i forhold til den heliosentriske seg med en viss akselerasjon. I en slik situasjon kan vi konkludere med at referanserammen, som er forbundet med jordoverflaten, beveger seg med akselerasjon i forhold til heliosentrikken, så den kan ikke betraktes som treghet. Men verdien av akselerasjonen til et slikt system er så liten at det i mange tilfeller i betydelig grad påvirker spesifikasjonene til de mekaniske fenomenene som vurderes i forhold til det.
For å løse praktiske problemer av teknisk art er det vanlig å betrakte referanserammen som er stivt forbundet med jordoverflaten som treghet.
Galilean Relativity
Alle treghetsreferanserammer har en viktig egenskap, som beskrives av relativitetsprinsippet. Dens essens ligger i det faktum at ethvert mekanisk fenomen under de samme startforholdene utføres på samme måte, uavhengig av den valgte referanseramme.
Likhet av ISO i henhold til relativitetsprinsippet er uttrykt i følgende bestemmelser:
- I slike systemer er mekanikkens lover de samme, så enhver ligning som beskrives av dem, uttrykt i termer av koordinater og tid, forblir uendret.
- Resultatene av pågående mekaniske eksperimenter gjør det mulig å fastslå om referanserammen vil være i ro, eller om den gjørrettlinjet jevn bevegelse. Ethvert system kan betinget gjenkjennes som stasjonært hvis det andre samtidig beveger seg i forhold til det med en viss hastighet.
- Mekanikkens likninger forblir uendret med hensyn til koordinattransformasjoner i tilfelle overgang fra ett system til et annet. Du kan beskrive det samme fenomenet i forskjellige systemer, men deres fysiske natur vil ikke endre seg.
Problemløsning
Første eksempel.
Bestem om treghetsreferanserammen er: a) en kunstig jordsatellitt; b) barneattraksjon.
Svar. I det første tilfellet er det ikke snakk om et treghetsreferansesystem, siden satellitten beveger seg i bane under påvirkning av tyngdekraften, derfor skjer bevegelsen med en viss akselerasjon.
Attraktionen kan heller ikke betraktes som et treghetssystem, siden dens rotasjonsbevegelse skjer med en viss akselerasjon.
Andre eksempel.
Rapporteringssystemet er godt koblet til heisen. I hvilke situasjoner kan det kalles treghet? Hvis heisen: a) faller ned; b) beveger seg jevnt opp; c) stiger raskt d) jevnt rettet nedover.
Svar. a) Ved fritt fall vises akselerasjon, så referanserammen som er knyttet til heisen vil ikke være treg.
b) Med ensartet bevegelse av heisen er systemet treghet.
c) Når du beveger deg med en viss akselerasjon, anses referanserammen som treghet.
d) Heisen beveger seg sakte, har en negativ akselerasjon, så du kan ikkekall referanserammen treghet.
Konklusjon
Gjennom hele dens eksistens har menneskeheten forsøkt å forstå fenomenene som oppstår i naturen. Forsøk på å forklare relativiteten til bevegelse ble gjort av Galileo Galilei. Isaac Newton lyktes i å utlede treghetsloven, som begynte å bli brukt som hovedpostulatet i beregninger i mekanikk.
For øyeblikket inkluderer kroppsposisjonsdeteksjonssystemet kroppen, enheten for å bestemme tiden, samt koordinatsystemet. Avhengig av om kroppen er i bevegelse eller stasjonær, er det mulig å karakterisere posisjonen til et bestemt objekt i ønsket tidsperiode.
