Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея.

Як відомо, всякий рух має сенс, якщо вибрана система відліку. Основне значення першого закону Ньютона полягає в тому, що він встановлює критерії існування СВ особливого типу, що називаються інерціальними .

Сучасне формулювання І закону Ньютона:

Існують такі системи відліку, відносно яких тіла при відсутності або при компенсації зовнішніх дій зберігають стан спокою або рухаються поступально з постійною швидкістю.

Інерціальними системами відліку (ІСВ) називається СВ, в яких тіла при відсутності або при компенсації зовнішніх дій зберігають стан спокою або рухаються поступально без прискорення. Отже ІСВ – це системи відліку в яких виконується закони інерції Галілея.

Поняття інерціальної системи відліку (ІСВ) – абстракція реальних систем відліку. Оскільки абсолютно вільних тіл в природі не існує, то будь-яку систему відліку можна розглядати як інерціальну тільки наближено. При розв’язанні ряду практичних задач вважають за інерціальну СВ зв’язану з Землею (геоцентричну СВ) – нехтують обертовим рухом Землі. З великою ступінню наближення за ІСВ можна вважати геліоцентричну СВ із початком координат в центрі Сонця. Інерціальні СВ мають важливу фізичну властивість, що була сформульована Г.Галілеєм в одному з важливих принципів класичної механіки – принципі відносності Галілея.

Механічні явища одного і того ж типу у всіх інерціальних системах відліку протікають зовсім однаково, а закони механічних рухів у всіх ІСВ приймають однакову і найпростішу математичну форму.

Всі однакові механічні досліди, проведені у різних ІСВ, повинні дати однакові результати. Тому, механічні досліди, проведені всередині ІСВ, не дають можливості встановити, чи система перебуває в стані спокою, чи в рівномірному прямолінійному русі.

В принципі відносності Галілея стверджується фізична еквівалентність (рівносильність) всіх ІСВ. Принцип відносності виключає можливість визнання абсолютного руху відносно однієї із ІСВ, а отже, свідчить про відсутність принципової відмінності між спокоєм і рівномірним прямолінійним рухом.

Висновок:

• Рівномірний прямолінійний рух не впливає на механічні процеси.

• Математична форма основних механічних законів зберігається в будь-якій ІСВ.

• В ІСВ не тільки механічні явища, як показав пізніше Ейнштейн, а всі фізичні процеси природи сприймаються і описуються найпростіше.

Поняття маси в класичній механіці. Властивість маси.

З дослідів і спостережень випливає, що дія на дане тіло з боку інших тіл викликає зміну його швидкості, тобто надає тілу прискорення. Причому, однакові дії надають різним тілам різні прискорення. Будь-яке тіло протидіє спробам змінити його попередній механічний стан.

Властивість тіл чинити опір зовнішній дії, зберігаючи свій попередній механічний стан, називають інертністю. В загальному випадку інертність – це властивість матеріальних об’єктів, що виражає збережуваність і незнищуваність початкового стану матеріальних об’єктів.

Інертність властива всім матеріальним об’єктам: тілам, полям, частинкам. Для кількісної оцінки інертних властивостей матеріальних тіл служить фізична величина, що називається масою.

Маса – фізична скалярна величина, що є кількісною мірою інертності тіла (точки), що характеризує інертні властивості матеріальних об’єктів. Цю масу називають інертною масою. Маса, яка характеризує гравітаційні властивості матеріальних тіл, називається гравітаційною масою (властивість тіл взаємно притягуватись одне од одного).

Таким чином, маса в класичній механіці – фізична величина, що є універсальною кількісною мірою інертних та гравітаційних властивостей матеріальних об’єктів.

Властивості маси в класичній механіці:

• постійність маси: m = const.

• адитивність маси:

• рівність інертної та гравітаційної маси з точністю: