Концепция относительности пространства - времени. Физические взаимодействия

ЛЕКЦИЯ II

Важнейшим принципом естествознания является принцип относительности движения. Суть его состоит в том, что любое движение можно рассматривать лишь по отношению к какой-то системе отсчета. Система отсчета представляет собой тело отсчета, связанную с ним систему координат и часы для измерения времени. Наличие системы координат позволяет измерять расстояния, ориентироваться в пространстве, а наличие часов – изучать различные характеристики движения (скорость, ускорение). Характер одного и того же движения, его закономерности, вид траектории и т.д. зависят от выбора системы отсчета.

Системы отсчета, в которых выполняется закон инерции, получили название инерциальных.

Все произведение Николая Коперника базируется на одном принципе, свободном от предрассудков геоцентризма и поразившем ученых того времени. Это – принцип относительности механических движений, согласно которому всякое движение относительно. Понятие движения не имеет смысла, если не выбрана система отсчета (система координат), в которой оно рассматривается. Наиболее отчетливо этот принцип был впервые сформулирован Н.Коперником в книге первой его труда «О вращениях небесных сфер», опубликованной в 1543 г. Это был кинематический принцип. По этому принципу, если два объекта имеют одинаковую по величине и направлению скорость относительно выбранной системы координат, то они имеют нулевую скорость друг относительно друга (неподвижны друг относительно друга). Во всех других случаях один объект будет двигаться относительно другого со скоростью, равной разности их скоростей относительно системы координат. Динамический принцип относительности появился впервые в механике Галилея-Ньютона.

Коперник придерживался аристотелевых взглядов на форму движений. Аристотель учил, что, кроме равномерных круговых движений небесных светил и вертикальных прямолинейных движений тяжелых и легких земных тел, все иные движения насильственны и прекращаются сами собой. Круговое движение, по Аристотелю, присуще только небесным телам. Признавая аристотелеву точку зрения, Коперник вместе с тем отвергал различие между земным и небесным. Он считал, что круговое движение должно быть присуще не только небесным светилам, но и Земле. По его мнению, прямолинейное движение может быть только тогда, когда тело выводится насильственно из его положения. В этом случае тела стремятся объединиться с однородными, тяжелые земные предметы – с Землей, а легкие пары – с воздухом.

Чтобы полностью объяснить кинематику небесной сферы, Копернику пришлось допустить, что Земля обладает тремя движениями:

1. Суточное вращение Земли в направлении с запада на восток.

2. Годовое движение Земли вокруг Солнца, представляющее собой чистое вращение и происхождение в плоскости зодиакального круга также с запада на восток.

3. Деклинационное (или движение по склонению) годовое движение, противоположное годовому вращению.

Очень много вопросов и споров в истории физики вызвали взгляды Ньютона на пространство и время. Ньютон исходит из того, что в практике люди познают пространство и время путем измерения пространственных отношений между телами и временных отношений между процессами. Выработанные таким путем понятия пространства и времени Ньютон называет относительными. Он допускает, что в природе существуют не зависящие от этих отношений абсолютные пространство и время, как пустые вместилища тел и событий. Пространство и время по Ньютону, не зависят от материи и материальных процессов, что не согласуется с представлениями физики XX века. Поскольку материя у Ньютона является инертной и неспособной к самодвижению, а пустое абсолютное пространство безразлично к материи, то в качестве первоисточника движения признает «первый толчок».

Основу механики Ньютона составляют его три закона и закон всемирного тяготения.

Первый закон Ньютона – это закон инерции, открытый Галилеем. Суть его состоит в том, что если на тело не действуют никакие силы, то оно или покоится, или движется равномерно и прямолинейно. О покое тела при отсутствии действующих сил знал Аристотель, а возможность равномерного и прямолинейного движения при этом условии была совершенно новой идеей и вызвала споры. Основным законом механики является второй закон Ньютона, который связывает силу, массу и ускорение: F = ma.

В третьем законе механики утверждается о равенстве и противоположном направлении сил действия и противодействия (сил взаимодействия тел). F₁ = - F₂. На основе этих законов единым методом стали решаться все механические задачи.

В законе всемирного тяготения утверждалась, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m₁ и m₂, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними - то есть:

G - гравитационная постоянная, была измерена в 1798 году и равна м³/(кг с²).

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 457; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!