1. питання
2. Вправа 10

Глава 1. Закони взаємодії і руху тіл

Вам вже відомий закон інерції. Згідно з цим законом тіла (матеріальні точки) знаходяться в спокої або рухаються прямолінійно і рівномірно (т. Е. Зберігають свою швидкість незмінною), якщо на них не діють інші тіла.

Суть закону інерції вперше була викладена в одній з книг італійського вченого Галілео Галілея, опублікованій на початку XVII ст.

Суть закону інерції вперше була викладена в одній з книг італійського вченого Галілео Галілея, опублікованій на початку XVII ст.

До цього протягом багатьох століть в науці панувала думка давньогрецького вченого Аристотеля і його послідовників. Відповідно до поглядів Аристотеля, при відсутності зовнішнього впливу тіло може тільки лежати, а для того, щоб тіло рухалося з постійною швидкістю, потрібно, щоб на нього безперервно діяло інше тіло.

Галілей прийшов до висновку про те, що при відсутності зовнішніх впливів тіло може не тільки спочивати, а й рухатися прямолінійно і рівномірно. А сила, яку доводиться прикладати до тіла для підтримки його руху, необхідна тільки для того, щоб врівноважити інші прикладені до тіла сили, наприклад силу тертя.

Подібні погляди на причини руху висловлювалися деякими вченими і до Галілея. Галілей, критично проаналізувавши ідеї своїх попередників, прийшов до правильних висновків і застосував їх для пояснення конкретних явищ, тим самим давши поштовх розвитку науки.

В кінці XVII ст. англійський учений Ісаак Ньютон узагальнив висновки Галілея, сформулював закон інерції і включив його в якості першого з трьох законів в основу механіки (науки про рух і взаємодію тіл). Тому цей закон називають першим законом Ньютона.

У викладі Ньютона закон інерції читається так: «Усяке тіло продовжує утримуватися в своєму стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінити цей стан».

Однак згодом з'ясувалося, що перший закон Ньютона виконується не у всіх системах відліку.

У цьому можна переконатися за допомогою досвіду, зображеного на малюнку 19. Спочатку візок рухається прямолінійно і рівномірно щодо землі (рис. 19, а). На ній знаходяться дві кульки, один з яких лежить на горизонтальній поверхні, а інший підвішений на нитці. Сили, що діють на кожен з кульок по вертикалі, врівноважені, по горизонталі ніякі сили на них не діють (силу опору повітря в даному випадку можна не враховувати).

Кульки будуть перебувати в спокої щодо візки при будь-якій швидкості її руху ( 1, 2, 3 і т. Д.) Щодо землі - головне, щоб ця швидкість була постійна.

Але коли візок потрапляє на пісочну насип (рис. 19, б), її швидкість швидко зменшується, в результаті чого візок зупиняється. Під час гальмування візка обидві кульки починають рухатися, т. Е. Змінюють свою швидкість щодо візки, хоча немає ніяких сил, які штовхали б їх.

Значить, в системі відліку, пов'язаної з візком, яка гальмує щодо землі, закон інерції не виконується.

Таким чином, до формулювання закону інерції, даної Ньютоном, слід додати, що цей закон справедливий не для всіх систем відліку. Без такої вказівки це формулювання є незавершеною і навіть не зовсім точною (так як може призвести до невірного уявлення про те, що закон інерції виконується в будь-яких системах відліку). Тому з точки зору сучасних уявлень перший закон Ньютона формулюється так:

• існують такі системи відліку, щодо яких тіла зберігають свою швидкість незмінною, якщо на них не діють інші тіла або дії інших тіл компенсуються.

Слід пам'ятати, що в першому законі Ньютона мова йде про тіла, які можуть бути прийняті за матеріальні точки.

Ті системи відліку, в яких закон інерції виконується, називаються інерційних, а ті, в яких не виконується, - неінерційній.

Закони руху і взаємодії тіл, які вам належить вивчити в 9 класі, сформульовані для інерційних систем відліку. У інерційних системах відліку ці закони мають найбільш простий вигляд. Тому, перш ніж застосовувати той чи інший закон для вирішення завдання, потрібно вибрати систему відліку, яку можна вважати інерціальної.

Слід зазначити, однак, що неможливо знайти таку систему відліку, яка для будь-яких розглядаються в ній явищ була б строго інерційної.

З дуже високим ступенем точності інерційної можна вважати геліоцентричну систему. Ця система використовується в задачах небесної механіки і космонавтики.

Інерційних можна вважати також системи відліку, пов'язані з будь-яким тілом, яке спочиває або рухається рівномірно і прямолінійно відносно поверхні землі.

Системи відліку, що рухаються щодо інерційних з прискоренням, є неінерційній.

Існує безліч як інерційних, так і неінерційних систем відліку.

питання

1. Як рухається тіло, якщо на нього не діють інші тіла?
2. Чим відрізняються погляди Галілея від поглядів Аристотеля в питанні про умови рівномірного руху тіл?
3. Як проводився досвід, зображений на малюнку 19, і які висновки з нього випливають?
4. Дайте сучасну формулювання першого закону Ньютона.
5. Які системи відліку називаються інерційних, а які - неінерційній? Наведіть приклади.

Вправа 10

На столі в рівномірно і прямолінійно рухомому потязі коштує легкорухливий іграшковий автомобіль. При гальмуванні поїзда автомобіль без зовнішнього впливу покотився вперед, зберігаючи свою швидкість щодо землі.

Чи виконується закон інерції: а) в системі відліку, пов'язаної з землею; б) в системі відліку, пов'язаної з поїздом, під час його прямолінійного і рівномірного руху; під час гальмування?

Чи можна в описаному випадку вважати інерціальної систему відліку, пов'язану з землею; з поїздом?