§ 20. Неинерциальные системы отсчёта.

46.

1 Здесь нет никакого противоречия с тем, что физика является точной наукой. Физика понимается как точная наука в том смысле, что в ней вообще производятся измерения физических величин, между которыми существуют вполне определённые связи. Но измерение физических величин всегда производится с погрешностью, которую можно оценить (выразить числом).

1 В 1687 году, когда Ньютон сформулировал законы динамики, в физике появилась первая теория – классическая механика (или механика Ньютона). Ньютоновская механика достигла в течение двух столетий таких огромных успехов, что многие физики XIX столетия были убеждены в её всемогуществе. Считалось, что объяснить любое физическое явление означает свести его к механическому процессу. Поэтому на тот момент времени теория Ньютона о корпускулярной природе света занимала более авторитетные позиции.

2 С развитием науки обнаружились новые факты, которые не укладывались в рамки классической механики. Вот как высказался по этому поводу У. Томсон (Кельвин): «На горизонте безоблачного неба классической физики имеются два тёмных облачка – неудача попыток создания теории излучения абсолютно чёрного тела и противоречивое поведение эфира – гипотетической среды, в которой предполагалось распространение световых волн».

3¹ Пересмотр Эйнштейном Ньютоновских представлений о времени и пространстве, считавшихся очевидными, привёл к созданию им специальной теории относительности в 1905 году.

4 В 1897 году был открыт электрон, что означало делимость атома. С этого момента неоднократно предпринимались попытки найти наименьшую частицу вещества. В начале XX века началось изучение внутреннего строения атомов (теория атома, развитая Нильсом Бором в 1913 году) Теория Бора оказалась не совсем удачной. Она хорошо объясняла спектр простейшего атома (водорода), но совсем неправильным оказалось объяснение её других атомов.

5 В основе квантовой механики лежит гипотеза Луи де Бройля (1924 г.) – частицы вещества обладают волновыми свойствами. Позже в области квантовой механики работали Эрвин Шрёдингер и Вернер Гейзенберг, которые оформили её как теорию. Начало квантовой физики было положено М. Планком в 1900 году и А. Эйнштейном.

1 Вектор – совокупность трёх величин, преобразующихся при поворотах координатных осей по определённому закону. Вектор обязательно складывается по правилу параллелограмма! В противном случае это псевдовектор. Свойство вектора: , а равенство верно лишь тогда, когда векторы сонаправлены.

2 Если рассматривать движение частиц микромира, то там применим принцип неопределённости Гейзенберга:

,

т. е. чем меньше масса частицы, тем менее определёнными делаются её координата и скорость, следовательно менее применимо понятие траектории.

1 Формулу для нормального ускорения можно получить и другим способом. Рассмотрим равномерное движение тела по окружности (рис. 12). Выберем две точки на окружности. Построим для этих точек радиусы - векторы и векторы скоростей. Радиусы - векторы меняются по направлению, а следовательно меняются и скорости. Получим два подобных треугольника: , из которых следует: . Учитывая, что: , получим: . Приходим, таким образом, к формуле нормального ускорения: .

1 В самом деле, из формулы центростремительного ускорения видно, что если скорость по модулю не изменяется по условию a_τ= 0, нормальное ускорение тоже постоянно, то радиус кривизны траектории не изменяется, а радиус кривизны постоянен только у окружности.

1 Два совершаемых последовательно малых поворота и обусловливают такое же перемещение любой точки тела, как и поворот , получаемый из и сложением по правилу параллелограмма. Отсюда следует, что очень малые повороты можно рассматривать как векторы.

1 Ньютоновская механика достигла в течение двух столетий таких огромных успехов, что многие физики XIX столетия были убеждены в её всемогуществе. Считалось, что объяснить любое физическое явление означает свести его к механическому процессу. Однако, с развитием науки обнаружились новые факты, которые не укладывались в рамки классической механики. Так появились специальная теория относительности и квантовая механика.

2 И. Ньютон: «Абсолютное, истинное или математическое время само по себе и в силу своей внутренней природы течёт равномерно, безоотносительно к чему-либо внешнему».

1 Устаревшее название – количество движения.

1 Смотри, например, Савельев И. В. Курс общей физики, т. 1. Механика. Молекулярная физика: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – с. 59 - 60.

1 При нормальном напряжении наряду с продольной деформацией возникает также поперечная деформация, которая описывается подобным образом, но вместо модуля Юнга она характеризуется коэффициентом Пуассона.

1 Свойства проекций векторов:

1. Равные векторы имеют одинаковые проекции.

2. Проекция результата умножения вектора на скаляр равна произведению проекции этого вектора и скаляра.

3. Проекция суммы векторов равна сумме проекций складываемых векторов.

1 Из всей совокупности тел можно выделить три группы:

1. шаровые волчки – тела с центральной симметрией, их главные моменты инерции одинаковы: ;

2. симметричные волчки – тела с осевой симметрией, у которых одинаковы лишь два главных момента инерции: ;

3. Асимметричные волчки – тела, у которых все главные моменты инерции неодинаковы: .

1 Изменение какой-либо величины можно представить или как её приращение (из конечного значения вычитается начальное):

,

или как её убыль (из начального значения вычитается конечное):

.

1 Любой вектор с компонентами называется градиентом функции φ:

, а обозначение - называют оператором

«набла» (оператор Гамильтона):

.

1 Если поле сил является центральным, то движение в таком поле будет плоским.

1 Идея применения реактивной силы для создания летательных аппаратов высказывалась в 1881 году Н. И. Кибальчичем. К. Э. Циолковский в 1903 году опубликовал статью, где предложил теорию движения ракеты и основы теории жидкостного реактивного двигателя.

53