16. Какие системы отсчета мы называем инерциальными? Инерциальна ли система отсчета, связанная с Землей?

Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно. Система отсчета, связанная с Землей инерциальная.

17. Сформулируйте принцип относительности Галилея. Выведите галилеевский закон преобразования скорости точки при переходе от одной инерциальной системы к другой.

ГАЛИЛЕЯ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ — основной принцип классич. механики, утверждающий инвариантность законов механич. движения относительно замены одних инерциальных систем другими. Пусть имеются две инерциальные системы отсчёта, одну из которых, S, условимся считать покоящейся; вторая система, S', движется по отношению к S с постоянной скоростью u так, как показано на рисунке. Тогда преобразования Галилея для координат материальной точки в системах S и S' будут иметь вид:x' = x - ut, у' = у, z' = z, t' = t (1)

18. Покажите, что уравнение 2-го закона Ньютона инвариантно относительно преобразования Галилея.

Законы Ньютона инвариантны относительно преобразований Галилея. Действительно, второй закон Ньютона включает в себя ускорение, а оно одинаково во всех инерциальных системах (что ясно, если продифференцировать два раза по t уравнения Галилея). Однако в неинерциальных системах координат законы Ньютона не выполняются (заметим: силы в понимании Ньютона имеют характер взаимодействия тел) и приходится вводить силы инерции, чтобы 1 и 2 законы Ньютона выполнялись. Эти силы уже не связаны с взаимодействием тел, т.к. других тел попросту нет, а связаны с ускорением системы.

19) Каким образом может быть задано состояние системы в динамической теории Ньютона?

Состояние динамической системы однозначно определяется начальными условиями, приложенными силами, законом движения (второй закон Ньютона), представляющим дифференциальное уравнение:

d2 x/dt2 = F /m,

где х - перемещение, F - сила, m - масса. Достаточно найти значение функции х(t) в момент времени t=t₀ . Знание закона движения (1) и значения х(t₀) позволяет определить х(t) в любой другой момент времени. Таким образом, прошлое можно восстановить, а будущее предсказать однозначно, т. е. поведение динамической системы детерминировано.

21 Укажите границы применимости механики Ньютона. Ими нельзя пользоваться, когда тела движутся с очень большими скоростями, которые сравнимы со скоростью света. Альберт Эйнштейн, которого называют Ньютоном XX в., сумел сформулировать законы движения, справедливые и для движения со скоростями, близкими к скорости света.Законы Ньютона нельзя применять и при рассмотрении движения внутриатомных частиц. Такие движения описываются законами квантовой механики, в которой классическая механика рассматривается как частный случай.

22. Какие из наиболее важных физических величин сохраняются со временем? При каких условиях справедливы фундаментальные законы сохранения? Для замкнутых систем остаются постоянными (сохраняются) три физические величины: энергия, импульс и момент импульса. необходимым условием применимости закона сохранения импульса в замкнутой системе взаимодействующих тел является выбор инерциальной системы отсчёта.

23. Сформулируйте известные вами законы сохранения. Зако́ны сохране́ния — фундаментальные физические законы, согласно которым при определённых условиях некоторые измеримые физические величины, характеризующие замкнутую физическую систему, не изменяются с течением времени.Зако́н сохране́ния и́мпульса (Зако́н сохране́ния количества движения) утверждает, что сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

Зако́н сохране́ния моме́нта и́мпульса (закон сохранения углового момента) — векторная сумма всех моментов импульса относительно любой оси для замкнутой системы остается постоянной в случае равновесия системы.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.