Avastati inertsi seadus. I seadus ehk inertsiseadus

Iga keha säilitab puhkeseisundi või ühtlase sirgjoonelise liikumise, kuni ta on sunnitud seda mingite jõudude mõjul muutma.

IIseadus. See seadus on õigustatult mehaanika tuum. See on seotud keha impulsi (liikumise hulga) muutumisega sellele mõjuva jõuga, st. keha impulsi muutus ajaühikus on võrdne sellele mõjuva jõuga ja toimub tema toimesuunas. Kuna Newtoni mehaanikas ei sõltu mass kiirusest (kaasaegses füüsikas, nagu hiljem näeme, see nii ei ole), siis

, kus a on reaktsioonikiirendus, mille suurus on võrdne ja suunaga vastupidine. Mass selles väljendis ilmub kujul inertsi mõõt . On lihtne näha, et pideva mõjujõu korral on kehale antav kiirendus väiksem, mida suurem on selle mass.

Kolmas seadus peegeldab tõsiasja, et kehade tegevus on alati vastastikmõju loomuses ning et toime- ja reaktsioonijõud on suuruselt võrdsed ja vastassuunalised.

Newtoni sõnastatud neljas seadus on universaalse gravitatsiooni seadus.

Selle avastuse loogilise ahela saab üles ehitada järgmiselt. Kuu liikumist mõtiskledes jõudis Newton järeldusele, et seda hoiab orbiidil sama jõud, mille mõjul kivi maapinnale kukub, s.t. gravitatsioonijõu toimel: "Kuu graviteerub Maa poole ja gravitatsioonijõu toimel kaldub ta pidevalt kõrvale oma lineaarsest liikumisest ja hoitakse oma orbiidil." Kasutades oma kaasaegset Huygensi tsentripetaalse kiirenduse valemit ja astronoomilisi andmeid, leidis ta, et Kuu tsentripetaalne kiirendus on 3600 korda väiksem kui Maale langeva kivi kiirendus. Kuna kaugus Maa keskpunktist Kuu keskpunktini on 60 korda suurem Maa raadiusest, võib eeldada, et Raskusjõud väheneb võrdeliselt kauguse ruuduga. Seejärel laiendas Newton planeetide liikumist kirjeldavatele Kepleri seadustele selle järelduse kõigile planeetidele. ( "Jõud, mille toimel peamised planeedid kalduvad sirgjoonelisest liikumisest kõrvale ja hoiavad end oma orbiitidel, on suunatud Päikese poole ja on pöördvõrdelised selle keskpunkti kauguste ruutudega»).

Lõpuks, olles väljendanud seisukohta gravitatsioonijõudude universaalse olemuse ja nende identse olemuse kohta kõigil planeetidel, näidates, et "keha kaal mis tahes planeedil on võrdeline selle planeedi massiga", olles eksperimentaalselt kindlaks teinud massi proportsionaalsuse keha ja selle kaalu (gravitatsiooni) kohta järeldab Newton, et Kehadevaheline gravitatsioonijõud on võrdeline nende kehade massiga. Nii loodi kuulus universaalse gravitatsiooni seadus, mis on kirjutatud kujul:

Kus g on gravitatsioonikonstant, mille määras esmakordselt eksperimentaalselt 1798. aastal G. Cavendish. Tänapäevaste andmete kohaselt g= 6,67 * 10 -11 N × m 2 /kg 2.

Oluline on märkida, et universaalse gravitatsiooni seaduses toimib mass kuigravitatsiooni mõõtmed , st. määrab materiaalsete kehade vahelise raskusjõu.

Universaalse gravitatsiooniseaduse tähtsus seisneb selles, et Newton seegadünaamiliselt põhjendas Koperniku süsteemi ja Kepleri seadusi.

Märge.Mõned teadlased juba enne Newtonit arvasid, et gravitatsioonijõud on pöördvõrdeline kauguse ruuduga. Kuid ainult Newton suutis seda seadust dünaamika ja eksperimentide seaduste abil loogiliselt põhjendada ja veenvalt tõestada.

Tasub pöörata tähelepanu olulisele faktile, mis annab tunnistust Newtoni sügavast intuitsioonist. Tegelikult kehtestas Newton proportsionaalsuse mass Jakaal , mis tähendas sedamass ei ole ainult inertsi, vaid ka gravitatsiooni mõõt . Newton oli selle fakti tähtsusest hästi teadlik. Oma katsetes tegi ta kindlaks, et inertsiaalmass ja gravitatsioonimass langevad kokku täpsusega 10 -3 . Järgnevalt A. Einstein, pidades silmas inertsiaal- ja gravitatsioonimasside võrdsustpõhiline loodusseadus , pane see üldise relatiivsusteooria ehk GTR aluseks. (Huvitav, et üldrelatiivsusteooria loomisel tõestati, et see võrdsus on 5×10 -9 , ja nüüd on see tõestatud 10 täpsusega -12‑ .)

Raamatu kolmandas osas kirjeldas Newton maailma üldist süsteemi ja taevamehaanikat, eelkõige Maa poolustel kokkusurumise teooriat, mõõnade ja voolude teooriat, komeetide liikumist, liikumishäireid. planeetidest jne. mis põhineb universaalse gravitatsiooni seadusel.

Newtoni väide, et Maa on poolustelt kokku surutud, tõestati eksperimentaalselt aastatel 1735–1744. Pariisi Teaduste Akadeemia kahe ekspeditsiooni tulemusena ekvatoriaalvööndis (Peruu) ja põhjas (Lapimaal) maameridiaani kaare mõõtmise tulemusena.

Universaalse gravitatsiooniseaduse järgmine suur edu oli Clairaut teadlaste ennustus Halley komeedi naasmise aja kohta. Aastal 1682 avastas Halley uue komeedi ja ennustas selle naasmist maise vaatluse juurde 76 aasta jooksul. 1758. aastal komeet siiski ei ilmunud ning Clairaut tegi selle ilmumise aja kohta uue arvutuse universaalse gravitatsiooniseaduse alusel, võttes arvesse Jupiteri ja Saturni mõju. Olles nimetanud ilmumisajaks - 4. aprill 1759, eksis Clairaut vaid 19 päevaga.

(Gravitatsiooniteooria edu taevamehaanika probleemide lahendamisel jätkus 19. sajandil. Nii et 1846. a. prantsuse astronoom Leverrier kirjutas oma saksa kolleegile Hallele: "suunake oma teleskoop ekliptika punktile Veevalaja tähtkujus pikkusega 326 kraadi ja te leiate sellest kohast ühe kraadi kaugusel uue planeedi, millel on märgatav tähekujuline ketas. umbes üheksanda suurusjärgu. Selle punkti arvutas Le Verrier ja sõltumatult Adams (Inglismaa) universaalse gravitatsiooniseaduse alusel, analüüsides Uraani liikumises täheldatud "ebakorrapärasusi" ja eeldust, et need on põhjustatud tundmatu planeedi mõjust. Ja tõepoolest, 23. septembril 1846 avastas Halle märgitud taevapunktis uue planeedi. Nii sündisid sõnad "Planeet Neptuun avastati pastaka otsast".

Tagasi dokumendi algusesse

Kui keha on Maa suhtes puhkeasendis, siis säilitab ta oma seisundi lõputult, kuni teised kehad, mis sellele mõjuvad, toovad kõnealuse keha sellest olekust välja.

On teada, et kui keha liigub Maa suhtes, siis ei saa selle kiiruse muutus iseenesest tekkida. Keha kiiruse suuruse ja suuna muutus Maa suhtes toimub siis, kui keha mõjutavad teised kehad. Tekib küsimus: kas selleks, et kehal oleks Maa suhtes püsiv kiirus, on vaja, et kõnealust keha mõjutaksid teised kehad?

Pikka aega, alates IV sajandist eKr, valitses Aristotelese arvamus. Ta uskus, et keha liikumiseks (sealhulgas püsiva kiirusega) on vajalik teiste kehade tegevus sellele. Seega selleks, et auto liiguks, peab mootor alati töötama. Mootor lakkas töötamast ja auto jäi seisma. Aristotelest järgides tuleks öelda, et liikumise põhjuseks on teiste kehade mõju kõnealusele kehale. Aristotelesel oli väga suur autoriteet; tema teosed hõlmavad filosoofiat, loodusteadused, ajalugu ja psühholoogia jne. Aristoteles oli A. Makedoonia õpetaja, kes tundis suurt austust oma õpetaja vastu. Aristotelese autoriteet oli nii kõrge, et tema liikumise põhjuste selgitamine domineeris Euroopa loodusteadustes enam kui kaks tuhat aastat.

Inertsi seadus?

Väärib märkimist, et Hiina “füüsikud” sõnastasid inertsiseaduse fragmentidena ajavahemikus 450–250 eKr. Filosoof Mo Tzu teoses kirjutati ligikaudu järgmiselt: Kui pole vastasjõudu, siis keha liikumine ei peatu kunagi. Hiinlased sõnastasid inertsi abil sirgjoonelise liikumise idee järgmiselt: kui on tugisammas, siis liikumine ei peatu. Seda võrreldakse rippsilla ületamisega. Tänapäeva keelde tõlgituna tähendab see: Kui liikuvale kehale mõjub jõud, mis on suunatud liikumissuunaga nurga all, liigub keha mööda kõverat rada.

Euroopas sõnastas inertsi mõiste G. Galileo seitsmeteistkümnenda sajandi keskel pärast seda, kui ta viis läbi rea tuntud katseid kuulidega. G. Galileo oli üks esimesi, kes jõudis kehade ühtlase ja kiirendatud liikumise põhjuste selgituseni ning uuris liikumist inertsi abil. Kuid Galilei ideed ei olnud täiesti õiged, kuna ta väitis, et keha, millele jõud ei mõju, liigub ringis ühtlaselt. Sellised ideed kujundas teadlane pärast taevakehade liikumise uurimist. Kuna ta seda uskus taevakehad liiguvad ise.

Õige oleks öelda, et esimesena sõnastas inertsiseaduse prantsuse filosoof ja matemaatik R. Descartes. Ta kirjutas, et iga keha jääb ühte olekusse seni, kuni see kohtub teise kehaga. Ja teises oma seaduses ütleb Descartes, et iga osake kipub liikuma eranditult sirgjooneliselt. Kuid Descartes esitas oma seaduste sõnastused gravitatsioonijõududest teadmata ja pigem inspiratsiooni kui faktide põhjal, seetõttu usuvad nad, et meile teadaoleva inertsiseaduse sõnastas I. Newton:

Iga keha on puhkeasendis või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt mis tahes inertsiaalse tugiraamistiku suhtes, kuni hetkeni, mil teiste kehade mõju sellele sunnib teda oma olekut muutma.

mis on inerts? kes selle nähtuse avastas? ..

Inerts (ladina keelest inerts - passiivsus, inerts) on kehade omadus jääda puhkeolekusse või ühtlasele sirgjoonelisele liikumisele, kui välismõjud sellele puuduvad või on vastastikku kompenseeritud.

Vana-Kreeka teadlased mõtisklesid meieni jõudnud tööde põhjal otsustades liikumise algatamise ja peatamise põhjuste üle. Aristoteles räägib "Füüsikas" liikumisest tühjuses, viga oli katse luua seos jõu ja kiiruse enda vahel.

Galileo Galilei (1564-1642) suutis selle vea parandada, tõestades seost jõu ja kiiruse muutumise (kiirenduse) vahel. See Galilei avastus sisenes teadusesse inertsiseadusena.

Kaasaegsel kujul sõnastas inertsiseaduse Descartes.

Seaduse kaasaegne sõnastus:

On võrdlussüsteeme, mille suhtes materiaalne punkt välismõjude puudumisel (või nende vastastikuse kompenseerimisel) säilitab puhkeoleku või ühtlase sirgjoonelise liikumise.

Inertsi seadus

Inertsiseaduse formuleerimine

Iga keha puhkab või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt kuni hetkeni, mil teiste kehade mõju sellele sunnib teda oma olekut muutma. Seda seadust nimetatakse Newtoni esimeseks seaduseks. Kuid kuna keha võimet säilitada puhkeseisundit või ühtlast lineaarset liikumist nimetatakse inertsiks, nimetatakse seda seadust sageli inertsiseaduseks. Keha omadust säilitada oma kiirust muutumata, kui teised kehad sellele ei mõju, nimetatakse inertsiks. Inerts – ladina keelest passiivsus, inerts.

Inertsiseadus oli esimene samm klassikalise mehaanika põhiseaduste kehtestamisel.

Inertsiseadus on oluline ja iseseisev seadus. See peegeldab võimet määrata võrdlussüsteemi sobivust liikumise arvestamiseks dünaamilises ja kinemaatilises mõttes. Ilma selle kriteeriumita poleks selge, kuidas kellasid sünkroonida ja ühtset kellaaega sisestada. Ilma inertsiseaduseta muutuksid kõik kinemaatika ja dünaamika võrrandid mõttetuks. Seega on võimatu rääkida ühtlasest liikumisest, kui kellasid ei saa sünkroniseerida. Inertsiseadus annab Newtoni teisele ja kolmandale seadusele füüsilise tähenduse.

Inertsiaalsed referentssüsteemid

Liikumine mehaanikas on suhteline, st selle olemus sõltub tugiraamistikust. Inertsiseadus ei kehti ühegi tugisüsteemi puhul. Võrdlussüsteeme, mille suhtes inertsiseadus on täidetud, nimetatakse inertsiaalseteks. Võrdlussüsteemi nimetatakse inertsiaalseks, kui see on puhkeolekus või ühtlases ja lineaarses liikumises teise inertsiaalse tugisüsteemi suhtes. Selgub, et inertsiaalsüsteeme on lõpmatult palju. Inertsiseadus ütleb, et inertsiaalsed tugisüsteemid on olemas. Mitteinertsiaalses tugisüsteemis võib kehal olla kiirendus, kui sellele ei mõju ükski teine ​​keha.

Eksperimentaalselt näidati, et heliotsentrilist referentssüsteemi, mille koordinaadid on Päikese keskpunktis ja mille teljed on tõmmatud tähtede poole, võib pidada inertsiaalseks referentssüsteemiks. Tihti öeldakse, et Maaga seostatav võrdlusraam on inertsiaalne, kuid rangelt võttes see nii ei ole, sest Maa pöörleb ümber oma telje ja ümber Päikese. Paljude klassikalise mehaanika ülesannete lahendamisel võib aga tähelepanuta jätta sellise referentssüsteemi mitteinertsiaalsuse mõju.

Kehakaal, tugevus

Aine peamine omadus, mis määrab selle inertsiaalsed omadused, on kehamass. Mõnikord jagatakse mass inertsiaalseks ja gravitatsiooniliseks. Nüüdseks on tõestatud, et seda tüüpi massid on üksteisega võrdsed ligikaudu ühe suurusjärgu täpsusega.

Inertsiseaduses mainitud teiste kehade (väljade) kehale avalduva mehaanilise mõju mõõtmise kirjeldamiseks kasutatakse jõu mõistet. Kui kehale mõjub jõud, siis see kas muudab selle liikumiskiirust, siis räägitakse jõu dünaamilisest avaldumisest või see deformeerub, siis mõeldakse jõu staatilist avaldumist. Jõud on vektorsuurus ja see määratakse suuruse ja suuna järgi.

Näited probleemide lahendamisest

2) Kui auto liigub mööda kõverat rada, siis sellega seotud referentssüsteemi ei saa pidada inertsiaalseks.

3) Kui auto liigub Maa suhtes konstantse kiirusega (mida võib võtta kui inertsiaalset tugiraamistikku sel juhul), siis on auto ka inertsiaalne tugisüsteem.

Inertsi nähtuse tulemusena kaldub pall vertikaalist kõrvale vahemaa (de) võrra, mis on võrdne:

kus on erinevus kiiruses, punktide liikumises Maa pinnal ja kaevanduse põhjas; t on aeg, mille keha veedab kukkumisel. võib leida Maa ümber oma telje pöördeperioodi (T) kontseptsiooni abil:

kus R – Maa raadius piki ekvaatorit.

Maa gravitatsiooni mõjul vertikaalsel vabalangemisel on meil:

Siis on aeg, mis kulub kehal võlli põhja langemiseks:

Sel juhul on vajalik kõrvalekalle vertikaalist:

Suured füüsikud

Peamenüü

Isaac Newtonit nimetatakse üheks klassikalise füüsika loojaks. Tema avastused selgitavad paljusid nähtusi, mille põhjust polnud keegi enne teda suutnud lahti harutada.

Klassikalise mehaanika põhimõtted kujunesid välja pika aja jooksul. Teadlased on palju sajandeid püüdnud luua materiaalsete kehade liikumisseadusi. Ja ainult Newton võttis kokku kõik selleks ajaks kogutud teadmised füüsiliste kehade liikumise kohta klassikalise mehaanika vaatenurgast. Aastal 1867 avaldas ta teose "Loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted". Selles töös süstematiseeris Newton kõik Galileo, Hugensi ja teiste teadlaste poolt enne teda ettevalmistatud teadmised liikumisest ja jõust, aga ka talle teadaolevad teadmised. Kõigi nende teadmiste põhjal avastasid nad teadaolevad mehaanikaseadused ja universaalse gravitatsiooni seaduse. Need seadused loovad kvantitatiivsed seosed kehade liikumise olemuse ja neile mõjuvate jõudude vahel.

Gravitatsiooni seadus

On legend, et Newtoni ajendiks avastas gravitatsiooniseadus, jälgides puult kukkuvat õuna. Vähemalt mainib seda Newtoni biograaf William Stukeley. Nad ütlevad, et isegi oma nooruses imestas Newton, miks õun kukub maha, mitte külili. Kuid tal õnnestus see probleem palju hiljem lahendada. Newton tegi kindlaks, et kõigi objektide liikumine järgib universaalse gravitatsiooni üldist seadust, mis toimib kõigi kehade vahel.

"Kõik kehad tõmbavad üksteist jõuga, mis on otseselt võrdeline nende massiga ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga."

Õun kukub maapinnale selle jõu mõjul, millega Maa avaldab sellele gravitatsioonilist külgetõmmet. Ja millise kiirenduse see saab, selgitas Newton oma kolme seaduse abil.

Newtoni esimene seadus

Suur Newton ise sõnastas selle seaduse järgmiselt: "Iga keha hoitakse jätkuvalt puhkeseisundis või ühtlases ja sirgjoonelises liikumises seni, kuni rakendatud jõud seda olekut muutma ei sunni."

See tähendab, et kui keha on liikumatu, jääb see sellesse olekusse seni, kuni sellele hakkab mõjuma mingi väline jõud. Ja vastavalt sellele, kui keha liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt, jätkab see liikumist seni, kuni välisjõu mõju algab.

Newtoni esimest seadust nimetatakse ka inertsiseaduseks. Inerts on keha kiiruse säilimine, kui sellele ei mõju ükski jõud.

Newtoni teine ​​seadus

Kui Newtoni esimene seadus kirjeldab, kuidas keha käitub, kui sellele ei mõju jõud, siis teine ​​seadus aitab mõista, mis juhtub kehaga, kui jõud hakkab toimima.

Kehale mõjuva jõu suurus on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega, mille keha saab, kui jõud hakkab sellele mõjuma.

Matemaatilisel kujul näeb see seadus välja järgmine:

Kus F– kehale mõjuv jõud;

a– kiirendus, mille keha saab rakendatud jõu mõjul.

Sellest võrrandist on selge, et mida suurem on kehale mõjuva jõu suurus, seda suurema kiirenduse see saab. Ja mida suurem on keha mass, millele see jõud mõjub, seda vähem keha oma liikumist kiirendab.

Newtoni kolmas seadus

Seadus ütleb, et kui keha A mõjub kehale B teatud jõuga, siis keha B mõjub kehale A sama jõuga. Tegevusjõud on võrdne reaktsioonijõuga.

Näiteks kahurist tulistatud kahurikuul mõjub kahurile jõuga, mis on võrdne jõuga, millega kahur kahurikuuli välja surub. Selle jõu tulemusena veereb relv pärast tulistamist tagasi.

Newton tegi oma üldistest liikumisseadustest palju järeldusi, mis muutsid teoreetilise mehaanika peaaegu täiuslikuks. Tema avastatud universaalse gravitatsiooni seadus ühendas kõik üksteisest suurel kaugusel asuvad planeedid ühtseks süsteemiks ja pani aluse taevamehaanikale, mis uurib planeetide liikumist.

Newtoni seaduste loomisest on möödunud palju aega. Kuid kõik need seadused on endiselt asjakohased.

kinemaatika

Dünaamika esimene seadus(või inertsiseadus) eristab kogu võrdlussüsteemide mitmekesisusest klassi nn inertsiaalsed süsteemid. On olemas sellised võrdlussüsteemid, mille suhtes isoleeritud translatsiooniliselt liikuvad kehad säilitavad oma kiiruse suuruse ja suuna poolest muutumatuna. Nimetatakse kehade omadust säilitada oma kiirust, kui teised kehad sellele ei mõju inerts. Seetõttu nimetatakse dünaamika esimest seadust inertsi seadus. Inertsiseaduse sõnastas esmakordselt Galileo Galilei (1632). Klassikalises mehaanikas formuleeritakse kehade vastastikmõju seadused inertsiaalsete referentssüsteemide klassi jaoks. Maapinna lähedal asuvate kehade liikumise kirjeldamisel võib Maaga seotud võrdlussüsteeme pidada ligikaudu inertsiaalseteks. Katsete täpsuse kasvades avastatakse aga kõrvalekaldeid inertsiseadusest, mis on tingitud Maa pöörlemisest ümber oma telje. Näide peenmehaanilisest eksperimendist, milles ilmneb Maaga seotud süsteemi mitteinertsus, on käitumine Foucault pendel.

Joonis 1. Foucault pendli pöördetasandi pöörlemine.

Suure täpsusastmega on inerts heliotsentriline võrdlusraam(või Koperniku süsteem), mille algus on paigutatud Päikese keskpunkti ja teljed on suunatud kaugete tähtede poole. Seda süsteemi täiustas Johannes Kepler, kes avastas, et kehad Päikesesüsteem liikuda mööda koonusekujulisi lõike (ellipsid, paraboolid ja hüperboolid). Robert Hooke avastas seaduse hiljem universaalne gravitatsioon(1667). Inertsiaalsüsteeme on lõpmatu arv. Võrdlussüsteem, mis on seotud ühtlase kiirusega mööda sirget teelõiku liikuva rongiga, on samuti inertsiaalsüsteem (ligikaudne), nagu Maaga seotud süsteem. Kõik inertsiaalsed tugisüsteemid moodustavad süsteemide klassi, mis liiguvad üksteise suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Iga keha kiirendused erinevates inertsiaalsüsteemides on ühesugused. Seega on keha liikumiskiiruse muutumise põhjuseks inertsiaalses tugiraamistikus alati selle koostoime teiste kehadega. Keha liikumise kvantitatiivseks kirjeldamiseks teiste kehade mõjul on vaja kasutusele võtta kaks uut füüsikalist suurust - inertsiaal kehakaal ja tugevus.

Esimene dünaamika seadus on Galilei inertsiseadus

Kui keha liigub mööda trajektoori, võib selle kiirus muutuda suurusjärgus ja suunas. See tähendab, et keha liigub teatud kiirendusega. IN kinemaatika ei tõstatata küsimust füüsilise põhjuse kohta, mis põhjustas keha liikumise kiirenemise. Nagu kogemus näitab, toimub igasugune keha liikumiskiiruse muutus teiste kehade mõjul.

Dünaamika peab kehade liikumise olemuse määravaks põhjuseks ühtede kehade mõju teistele. Kehade vastastikmõju nimetatakse tavaliselt kehade vastastikuseks mõjuks igaühe liikumisele.

Mehaanika haru, mis uurib kehade vastastikmõju seaduspärasusi, nimetatakse dünaamikaks. Dünaamika seadused avastasid suured teadlased Galileo Galilei (esimene dünaamika seadus, inertsiseadus, 1632), Rene Descartes (teine ​​seadus - rangelt sõnastatud tema "Principias", 1644) ja Christiaan Huygens (kolmas seadus). aastal 1669). Nende klassikute sõnastatud kolm dünaamikaseadust moodustavad klassikalise mehaanika aluse. Dünaamika seadusi tuleks käsitleda kui eksperimentaalsete faktide üldistust. Klassikalise mehaanika järeldused kehtivad ainult siis, kui kehad liiguvad väikese kiirusega, oluliselt väiksema kiirusega kui valguse kiirus c. Lihtsaim mehaaniline süsteem on isoleeritud keha, millele ükski organ ei reageeri. Kuna liikumine ja puhkus on suhtelised, siis erinevates võrdlussüsteemides on isoleeritud keha liikumine erinev. Ühes võrdlusraamis võib keha olla puhkeasendis või liikuda püsiva kiirusega, teises kaadris võib sama keha liikuda kiirendusega.

See on massiivse palli nimi, mis ripub üsna pikale niidile ja teeb tasakaaluasendi ümber väikeseid võnkumisi. Kui Maaga seotud süsteem oleks inertsiaalne, jääks Foucault pendli pöördetasand Maa suhtes muutumatuks. Tegelikult pöörleb pendli pöördetasand Maa pöörlemise tõttu ja pendli trajektoori projektsioon Maa pinnale on roseti kujuga (joonis 1).

Kaal on keha omadus, mis iseloomustab tema inertsust. Ümbritsevate kehade sama mõju all võib üks keha oma kiirust kiiresti muuta, teine ​​keha aga samadel tingimustel palju aeglasemalt. On tavaks öelda, et nendest kahest kehast teisel on suurem inerts või teisisõnu, teisel kehal on suurem mass. Kui kaks keha interakteeruvad üksteisega, siis selle tulemusena muutub mõlema keha kiirus ehk vastastikmõju käigus omandavad mõlemad kehad kiirenduse. Nende kahe keha kiirenduste suhe osutub igasuguse mõju korral muutumatuks. Füüsikas on aktsepteeritud, et interakteeruvate kehade massid on pöördvõrdelised kiirendustega:

2. Jõud, millega keha mõjub toele või venitab vedrustust.
7. Käsitöölt masintööle ülemineku protsess.
9. Füüsikaline suurus on materiaalsete objektide vastasmõju mõõt.
11. Mahuühik.
12. Itaalia füüsik, kes avastas langevate kehade seaduse.
14. Keha suurim kõrvalekalle tasakaaluasendist.
18. Reaktiivmootoriga lennuk.
19. Seade on ühe sagedusega heliallikas, mis koosneb kõveratest metallvarrastest jalas.
20. Kehaasendi muutumise kiirust iseloomustav füüsikaline suurus.
Vertikaalselt:
1. Suunatud segment, mis ühendab keha algset asendit

1. Pall liigub jõu mõjul, mille suurus ja suund on konstantne. Vali õige väide:
A. Palli kiirus ei muutu.
B. Pall liigub ühtlaselt.
V. Šarik liigub pideva kiirendusega.
2. Kuidas liigub 500 g kaaluv pall? 4 N suuruse jõu mõjul?
A. Kiirendusega 2 m/s (ruudus)

B. Püsikiirusega 0,125 m/s.
V. Pideva kiirendusega 8m/s (ruudus)
3. Millistel juhtudel alljärgnevalt räägime kehade liikumisest inertsist?
A. Keha lebab laua pinnal.
B. Pärast mootori väljalülitamist jätkab paat liikumist veepinnal
V. Satelliit liigub orbiidil ümber Päikese.

4.a) Miks nimetatakse Newtoni esimest seadust inertsiseaduseks?
b) Kuidas keha liigub, kui talle mõjuvate jõudude vektorsumma on null?
c.Sääsk tabas liikuva auto vektorklaasi Võrrelge kokkupõrke ajal sääsele ja autole mõjuvaid jõude.
5.a.Millistes tingimustes saab keha ühtlaselt ja sirgjooneliselt liikuda?
b. Kasutades kahte identset õhupallid erinevad kehad purustatakse puhkeseisundist Millise kriteeriumi järgi saame järeldada, milline neist kehadest on suurima massiga?
c) Pall tabab aknaklaasi Kumb keha (pall või klaas) mõjub kokkupõrkel suuremale jõule?
7.a Laual on klots.Millised jõud sellele mõjuvad?Miks klots on puhkeasendis?
b) Millise kiirendusega liigub õhkutõusmisel 60 tonni kaaluv reaktiivlennuk, kui mootorite tõukejõud on 90 kN?
c) Kui mootorlaev põrkab kokku paadiga, võib ta selle uputada, ilma et see kahjustaks ennast.Kuidas on see kooskõlas vastastikmõju jõudude moodulite võrdsusega?
8.a.Kuidas on kirves varre külge kinnitatud Kuidas seletada selle käigus toimuvaid nähtusi?
b.Milline jõud avaldab 400 g kaaluvat keha? kiirendus 2 m/s (ruudus)?
c) Kaks poissi tõmbavad nööri vastassuundades, kumbki jõuga 100 N. Kas juhe puruneb, kui see peab vastu 150 N koormusele?

Iga keha hoitakse puhkeolekus või ühtlases ja sirgjoonelises liikumises seni, kuni rakendatud jõud seda olekut muutma ei sunni.

Seaduse kaasaegne sõnastus:

Lugu

Vana-Kreeka teadlased mõtisklesid meieni jõudnud tööde põhjal otsustades liikumise algatamise ja peatamise põhjuste üle. Aristotelese "Füüsikas" (IV sajand eKr) on tühjuses liikumise kohta esitatud järgmised põhjendused:

Aristoteles ise aga uskus, et tühjust looduses eksisteerida ei saa ja tema teises teoses Mehaanika on öeldud:

Vaatlused näitasid tõepoolest, et keha peatus, kui seda suruv jõud lakkas. Väliste jõudude (hõõrdejõud, õhutakistus jne) loomulikku vastandumist tõugatava keha liikumisele ei arvestatud. Seetõttu seostas Aristoteles mis tahes keha liikumiskiiruse muutumatust sellele rakendatava jõu muutumatusega.

Alles kaks aastatuhandet hiljem suutis Galileo Galilei (1564-1642) selle Aristotelese vea parandada. Oma töös "Vestlused kahest uuest teadusest" kirjutas ta:

Seda hinnangut ei saa otseselt eksperimendist tuletada, kuna kõiki on võimatu välistada välismõjud(hõõrdumine jne). Seetõttu kasutas Galileo siin esmalt loogilise mõtlemise meetodit, mis põhines otsestel vaatlustel ja sarnane matemaatilisele tõestamismeetodile. Kui tasapinna kalle horisontaalsuunas põhjustab seda mööda allapoole liikuva keha kiirenduse ja mööda seda ülespoole liikuva keha aeglustumist, siis horisontaaltasapinnal liikudes ei ole kehal põhjust kiirendada ega aeglustada ning see peab olema ühtlases liikumises või puhkeolekus.

Seega tõestas Galileo lihtsalt ja selgelt seost jõu ja kiiruse (kiirenduse) muutumise vahel, mitte aga jõu ja kiiruse enda vahel, nagu arvasid Aristoteles ja tema järgijad. See Galileo avastus sisenes teadusesse kui Inertsi seadus. Tuleb märkida, et Galileo võimaldas vaba liikumist mitte ainult sirgjoonel, vaid ka ringil (ilmselt astronoomilistel põhjustel). Kaasaegsel kujul sõnastas inertsiseaduse Descartes. Newton lülitas oma mehaanikaseaduste süsteemi esimese seadusena inertsiseaduse.

Seotud mõisted

Inerts- keha omadus välisjõudude mõjul enam-vähem takistada oma kiiruse muutumist inertsiaalse tugisüsteemi suhtes. Inertsi mõõt füüsikas on inertsmass.

Vaata ka

Kirjandus

• Leach J.W. Klassikaline mehaanika. M.: Välismaa. kirjandus, 1961.
• Spassky B.I.. Füüsika ajalugu. M., “Kõrgkool”, 1977.
  • 1. köide. 1. osa; 2. osa
  • 2. köide. 1. osa; 2. osa
• Kokarev S. S. Kolm loengut Newtoni seadustest. Jaroslavl. laup. Proceedings of RNEC Logos, vol. 1, 45-72, 2006.

Märkmed

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Sünonüümid:

Antonüümid:

Vaadake, mis on "inerts" teistes sõnaraamatutes:

- (ladina keeles inerts, inersist mittekunstlik). Kindral füüsiline vara keha: võimetus spontaanselt muuta oma asendit nii puhkeolekus kui ka liikumise ajal. Vene keele võõrsõnade sõnastik. Tšudinov A.N., 1910…… Vene keele võõrsõnade sõnastik

Vaata missa. Filosoofiline entsüklopeediline sõnastik. 2010. INERTIA (ladina keelest inerts - tegevusetus) - mehaanikas ... Filosoofiline entsüklopeedia

Inerts- Inerts ♦ Inerts Nii paradoksaalselt kui see ka ei kõlaks, on inerts ennekõike jõud – keha võime säilitada oma asendit liikumises või puhkeasendis. Tõepoolest, inertsi põhimõtte kohaselt säilitab materiaalne objekt ise puhkeoleku või... Sponville'i filosoofiline sõnaraamat

inerts- ja f. inerts lat. inerts. 1. Kehade omadus säilitada puhke- või liikumisseisundit kuni mõne jõud ei too neid sellest seisundist välja. BAS 1. Hobune andis end inertsjõule, mis kandis ta kaugele kraavist kaugemale. Paks. A. Karenina...... Ajalooline sõnaraamat Vene keele gallicismid

Vaata laiskust... Sünonüümide sõnastik

- (ladina keelest inerts inaction) (inerts), mehaanikas aine omadus. kehad, mis kajastuvad Newtoni 1. ja 2. mehaanikaseaduses. Kui ext. mõjud kehale (jõud) puuduvad või on omavahel tasakaalus, I. avaldub selles, et keha... ... Füüsiline entsüklopeedia

Sama mis inerts... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

Kui keha on Maa suhtes puhkeasendis, siis säilitab ta oma seisundi lõputult, kuni teised kehad, mis sellele mõjuvad, toovad kõnealuse keha sellest olekust välja.

On teada, et kui keha liigub Maa suhtes, siis ei saa selle kiiruse muutus iseenesest tekkida. Keha kiiruse suuruse ja suuna muutus Maa suhtes toimub siis, kui keha mõjutavad teised kehad. Tekib küsimus: kas selleks, et kehal oleks Maa suhtes püsiv kiirus, on vaja, et kõnealust keha mõjutaksid teised kehad?

Pikka aega, alates IV sajandist eKr, valitses Aristotelese arvamus. Ta uskus, et keha liikumiseks (sealhulgas püsiva kiirusega) on vajalik teiste kehade tegevus sellele. Seega selleks, et auto liiguks, peab mootor alati töötama. Mootor lakkas töötamast ja auto jäi seisma. Aristotelest järgides tuleks öelda, et liikumise põhjuseks on teiste kehade mõju kõnealusele kehale. Aristotelesel oli väga suur autoriteet, tema tööde hulgas on filosoofia, loodusteaduste, ajaloo ja psühholoogia jm töid. Aristoteles oli A. Makedoonia õpetaja, kes tundis oma õpetaja vastu suurt aukartust. Aristotelese autoriteet oli nii kõrge, et tema liikumise põhjuste selgitamine domineeris Euroopa loodusteadustes enam kui kaks tuhat aastat.

Inertsi seadus?

Väärib märkimist, et Hiina “füüsikud” sõnastasid inertsiseaduse fragmentidena ajavahemikus 450–250 eKr. Filosoof Mo Tzu teoses kirjutati ligikaudu järgmiselt: Kui pole vastasjõudu, siis keha liikumine ei peatu kunagi. Hiinlased sõnastasid inertsi abil sirgjoonelise liikumise idee järgmiselt: kui on tugisammas, siis liikumine ei peatu. Seda võrreldakse rippsilla ületamisega. Tänapäeva keelde tõlgituna tähendab see: Kui liikuvale kehale mõjub jõud, mis on suunatud liikumissuunaga nurga all, liigub keha mööda kõverat rada.

Euroopas sõnastas inertsi mõiste G. Galileo seitsmeteistkümnenda sajandi keskel pärast seda, kui ta viis läbi rea tuntud katseid kuulidega. G. Galileo oli üks esimesi, kes jõudis kehade ühtlase ja kiirendatud liikumise põhjuste selgituseni ning uuris liikumist inertsi abil. Kuid Galilei ideed ei olnud täiesti õiged, kuna ta väitis, et keha, millele jõud ei mõju, liigub ringis ühtlaselt. Sellised ideed kujundas teadlane pärast taevakehade liikumise uurimist. Sest ta uskus, et taevakehad liiguvad ise.

Õige oleks öelda, et esimesena sõnastas inertsiseaduse prantsuse filosoof ja matemaatik R. Descartes. Ta kirjutas, et iga keha jääb ühte olekusse seni, kuni see kohtub teise kehaga. Ja teises oma seaduses ütleb Descartes, et iga osake kipub liikuma eranditult sirgjooneliselt. Kuid Descartes esitas oma seaduste sõnastused gravitatsioonijõududest teadmata ja pigem inspiratsiooni kui faktide põhjal, seetõttu usuvad nad, et meile teadaoleva inertsiseaduse sõnastas I. Newton:

Iga keha on puhkeasendis või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt mis tahes inertsiaalse tugiraamistiku suhtes, kuni hetkeni, mil teiste kehade mõju sellele sunnib teda oma olekut muutma.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1