Использование законов механики в технике
Законы Ньютона позволяют объяснить закономерности движения планет, их естественных и искусственных спутников. Иначе, позволяют предсказывать траектории движения планет, рассчитывать траектории космических кораблей и их координаты в любые заданные моменты времени. В земных условиях они позволяют объяснить течение воды, движение многочисленных и разнообразных транспортных средств (движение автомобилей, кораблей, самолетов, ракет). Для всех этих движений, тел и сил справедливы законы Ньютона.
Законы Ньютона были установлены в период, когда люди начали использовать различные машины и аппараты, заменявшие ручной труд.
Механизация прочно вошла в нашу жизнь: подъемные краны, экскаваторы, бульдозеры, путеукладчики, различные сельскохозяйственные и другие машины применяет сейчас человек для облегчения своего труда. В самой машиностроительной промышленности многие работы сейчас производятся на автоматических станках и линиях почти без участия людей.
Все многочисленные машины — от самых простых до чрезвычайно сложных — рассчитываются по законам Ньютона, и правильная эксплуатация их также требует знания этих законов.
Не было случая, чтобы законы Ньютона давали «осечку». В этом огромное практическое значение этих законов.
Говоря о реактивном движении невозможно не заговорить о космонавтике. Попробуйте ответить мне на такой вопрос. Кстати, только недавно я прочитала, что при вы-ходе в открытый космос космонавт должен обязательно держать что-нибудь в руках. Это вам подсказка, а вопрос такой. Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. Как же космонавту сдвинутся с места, если оттолкнуться ногами не от чего? (Необходимо бросить какой-нибудь предмет в сторону, противоположную кораблю. Тогда по закону сохранения импульса МV=mv, где М и m -массы космонавта и предмета, а V и v -скорости космонавта и предмета. Космонавт приобретает скорость, направленную к ра-кете и равную: V=v*m/М.) Кстати, если космонавту необходимо повернуться он тоже может использовать этот закон. Ему необходимо вращать рукой в противоположном направлении. Для поворота по часовой стрелке ему надо будет проделать следующий цикл движений: вытянуть правую руку в сторону, затем прижать её к груди, опустить вдоль туловища.
Развитие представлений классической механики в современной физике
Законы Ньютона справедливы только для инерциальных систем. Однако ни одно реальное тело не может с идеальной точностью выполнять функцию такой системы, поскольку в реальности всегда присутствуют силы, нарушающие закон инерции и другие законы механики. По-видимому, это и привело Ньютона к понятию абсолютного пространства, для которого закон инерции и все другие законы механики имели бы абсолютную силу.
Закон тяготения Ньютона гласит, что две любые материальные частицы притягиваются по направлению друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс и обратно пропорциональной кварату расстояния между ними. Коэффициент пропорциональности называется гравитационной постоянной. Первоначально в физике утвердилось представление о том, что взаимодействие тел имеет характер дальнодействия - мгновенной передачи воздействия тел друг на друга через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействия. Однако концепция дальнодействия была признана не соответствующей действительности после открытия и исследования электромагнитного поля, выполняющего роль посредника при взаимодействии электрически заряженных тел. Возникла новая концепция взаимодействия - концепция близкодействия, которая затем была распространена и на любые другие взаимодействия. Согласно этой концепции, взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или иных полей (например, тяготение - посредством гравитационного поля), которые непрерывно распределены в пространстве.
В картине мира современной физики фундаментальную роль играет принцип эквивалентности, согласно которому поле тяготения в небольшой области пространства и времени (в которой его можно считать однородным и постоянным во времени) по своему проявлению тождественно ускоренной системе отсчета.