4 Вопрос. Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Классический закон сложения скоростей. Инвариантность законов Ньютона относительно преобразований Галилея.

Механический принцип относительности – фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчета (ИСО) протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находиться в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Преобразование Галилея – в классической механике, преобразование координат и скорости при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.

Если ИСО S движется относительно ИСО S` с постоянной скоростью V вдоль оси x, а начала координат совпадают в начальный момент времени в обеих системах, то преобразования Галилея имеют вид:

; ; ;

или используя векторные обозначения,

,

- формула преобразования скоростей

Классический закон сложения скоростей

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости тела относительно движущейся системы и скорости самой движущейся системы относительно неподвижной.

Величины и соотношения, не меняющиеся при определённых условиях, часто называются

инвариантными.

Ускорение, масса и сила инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта. Поэтому второй и третий законы Ньютона во всех системах отсчёта имеют одинаковый вид, т. е. инвариантны относительно преобразований Галилея.

Законы механики инвариантны относительно преобразований Галилея — такова альтернативная

формулировка принципа относительности Галилея. Подчеркнём, что речь идёт об инвариантности математической формы законов механики. В результате этой инвариантности одно и то же механическое явление, наблюдаемое при одних и тех же начальных условиях, будет протекать одинаково во всех инерциальных системах отсчёта.

5 Вопрос. Импульс системы. Закон сохранения импульса. Принцип реактивного движения.

Импульс – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела.

… - импульс системы.

Закон сохранения импульса

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не изменяется.

Принцип реактивного движения

Принцип реактивного движения был известен еще в Древней Греции. За 120 лет до новой эры Герон Александрийский построил паровой "реактивный двигатель".

Он состоял из наполненного водой закрытого сосуда и пустой сферы с двумя отводными трубочками, загнутыми на концах в противоположные стороны.

Сосуд ставился на огонь. Образующийся при кипении воды пар вызывал значительное повышение давления в сфере и устремлялся по трубочкам наружу с большой скоростью.

Сфера начинала вращаться в направлении, противоположном направлению вытекания пара из трубочки. Это была первая реактивная паровая турбина.

Сейчас реактивный' принцип находит широкое применение на практике, прежде всего в авиации.

Что такое современный реактивный двигатель? Представьте себе расширяющуюся внутри трубу (диффузор) с открытым передним отверстием, которая движется в воздушной среде.

Давление и температура воздуха в трубе растут. Где-то в середине трубы в уплотненный воздух (газодинамическое уплотнение) впрыскивается горючее, и вследствие высокой температуры воздуха в трубе оно самопроизвольно загорается.

При горении воздух нагревается еще больше, его давление повышается (термодинамическое уплотнение) и он устремляется в заднюю часть трубы, которая имеет форму расширяющегося сопла (сопло Лаваля).