5. Первый закон Ньютона и понятие инерциальной и неинерциальной системы отсчёта. Масса и импульс. Понятие состояния в классической механике.

Первый закон Ньютона: Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного движения пока и поскольку оно, (тело) не принуждается приложенными силами изменить это состояние.

П ервый закон.

Тела окружающего мира движутся.

Для описания движения конкретного тела окружающей нас среды, мы можем использовать бесконечное число систем отсчетов.

Среди бесконечного числа возможных систем отсчета, существуют инерциальные, относительно которых мы и будем рассматривать движение.

- инерциальная система отсчета.

Инерциальной системой отсчета является система, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.

Неинерциа́льная систе́ма отсчёта — система отсчёта, к которой не применим закон инерции (говорящий о том, что каждое тело, в отсутствие действующих на него сил, движется по прямой и с постоянной скоростью), и поэтому для согласования сил и ускорений в которой приходится вводить фиктивные силы инерции. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной.

-Мерой инертности тела является величина, называемая массой.  Чтобы определить массу некоторого тела, нужно сравнить её с массой тела, принятого за эталон массы (или сравнить с телом уже известной массы).  Масса – величина аддитивная (масса тела равна сумме масс частей, составляющих это тело).  Система тел, взаимодействующих только между собой, называется замкнутой.  Рассмотрим замкнутую систему тел массами m₁ и m₂.

       Столкнём эти два тела. Опыт показывает, что приращённые скорости   и   всегда имеют противоположное направление (отличное знаком), а модули приращений скорости относятся как

( тело, обладающее большей массой, меньше изменяет скорость).  Приняв во внимание направление скоростей, запишем:

При  v << c  масса  m = const (ньютоновская, классическая механика), тогда имеем:

П роизведение массы тела m на скорость   называется импульсом тела  :

Состояние системы – это реализация при данных условиях отдельных потенциальных возможностей системы. Оно характеризуется набором величин, которые могут быть измерены наблюдателем.

В классической механике состояние системы в каждый момент времени определяется заданием координат и скоростей. Опыт показывает, что задание координат и скоростей в начальный момент времени позволяет определить координаты и скорости системы в любой последующий момент времени. Для этого достаточно решить одно или систему уравнений движения при заданных значениях координат и скоростей в начальный момент времени. В силу однозначности движения число уравнений движения должно совпадать с числом координат и скоростей системы. Число независимых координат и скоростей системы, в общем случае функций времени, должно быть равно числу степеней свободы системы. Существует множество способов задания уравнений движения.