- •1.Предмет, задачи и методологическая основа курса ксе.
- •2. Типы и виды организации жизни и деятельности людей.
- •3.Пирамида Маслоу.
- •1. Физиологические потребности
- •2. Потребность в безопасности
- •3. Потребность в принадлежности и любви
- •4. Потребность в признании
- •5. Потребность в самоактуализации (самореализации)
- •4.Классификация естественнонаучных картин мира.
- •5. Сущностная картина мира.
- •6.Механистическая картина мира.
- •7. Современная картина мира.
- •8. Хронология важнейших событий эволюции Вселенной.
- •9.Принцип системности.
- •10. Концепция глобального эволюционизма.
- •11.Принцип самоорганизации.
- •12. Принцип историчности.
- •13.Сущность самоорганизации.
- •14. Типы процессов самоорганизации.
- •15.Синергетический подход в познании.
- •16.Бифуркация.
- •17.Законы Ньютона.
- •18.Концепция дальнодействия и близкодействия.
- •19. Постулаты специальной теории относительности.
- •20. Длина, время, масса и энергия в специальной теории относительности.
- •21. Принцип эквивалентности.
- •22. Постулат состояния.
- •23. Концепция волновой функции. Волновая функция.
- •Парадокс эпр.
- •Разрешение парадокса.
- •24.Концепция соответствия физическая величина-оператор.
- •25. Уравнение Шредингера.
- •26. Принцип суперпозиции.
- •27. Постулат об измерении.
- •28. Концепция симметричных и антисимметричных состояний.
- •29. Общая характеристика элементарных частиц.
- •30. Виды фундаментальных взаимодействий.
- •31.Концепция Великого объединения.
- •32.Адроны и лептоны.
- •33. Концепция Большого взрыва.
- •34. Красное смещение Хаббла.
- •35.Будущее Вселенной. Судьба Вселенной
- •36.Концепция горячей Вселенной.
- •37. Первые три минуты.
- •38. Основные положения космогонии.
- •39. Рождение звезды.
- •40. Эволюция звезды.
- •41. Белые карлики.
- •42. Нейтронные звезды.
- •43. Черные дыры.
- •44. Общая характеристика Млечного Пути.
- •45. Классификация звездных группировок.
- •46. Структура галактики.
- •47. Многообразие галактик.
- •48. Основные свойства живой системы.
- •49. Характеристика живой системы.
- •50. Естественнонаучные концепции происхождения жизни на Земле.
- •51. Развитие жизни на Земле.
- •52. Основные концепции антропологизма.
- •53.Различные значения слова «человек».
- •54. Основная цель науки.
- •55. Роль естествознания в понимании феномена человека.
- •56. Идея эволюции живой природы.
- •57. Теория ч. Дарвина.
- •58. Законы наследственности.
- •59. Развитие экосистем.
- •60. Концепция экологизации естествознания.
17.Законы Ньютона.
Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона постулирует наличие такого явления, как инерция тел. Поэтому он также известен как Закон инерции. Инерция — это явление сохранения телом скорости движения (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их текущего состояния. Величина инертности характеризуется массой тела.
Современная формулировка
В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго. |
Закон верен также в ситуации, когда внешние воздействия присутствуют, но взаимно компенсируются (это следует из 2-го закона Ньютона, так как скомпенсированные силы сообщают телу нулевое суммарное ускорение).
Историческая формулировка
Ньютон в своей книге «Математические начала натуральной философии» сформулировал первый закон механики в следующем виде:
Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. |
С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна. Во-первых, термин «тело» следует заменить на «материальная точка», так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил может совершать и вращательное движение. Во-вторых, и это главное, Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта, то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает. С другой стороны, в произвольной (скажем, вращающейся) системе отсчёта закон инерции неверен. Поэтому ньютоновская формулировка нуждается в уточнениях.
Второй закон Ньютона
Основная статья: Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).
Современная формулировка
В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе. |
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
где — ускорение материальной точки; — сила, приложенная к материальной точке; m — масса материальной точки.
Или в более известном виде:
В случае, когда масса материальной точки меняется со временем, второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс:
В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.
|
где — импульс точки,
где — скорость точки;
t — время; — производная импульса по времени.
Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции второй закон Ньютона записывается:
или
Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при ) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
[править]Историческая формулировка
Исходная формулировка Ньютона:
Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. |
Интересно, что если добавить требование инерциальной системы отсчёта, то в такой формулировке этот закон справедлив даже в релятивистской механике.
[править]Третий закон Ньютона
Этот закон объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух тел. Первое тело может действовать на второе с некоторой силой , а второе — на первое с силой . Как соотносятся силы? Третий закон Ньютона утверждает: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Подчеркнём, что эти силы приложены к разным телам, а потому вовсе не компенсируются.
[править]Современная формулировка
Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
|
Закон отражает принцип парного взаимодействия. То есть все силы в природе рождаются парами.
[править]Историческая формулировка
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга равны и направлены в противоположные стороны. |
Для силы Лоренца третий закон Ньютона не выполняется. Лишь переформулировав его как закон сохранения импульса в замкнутой системе из частиц и электромагнитного поля, можно восстановить его справедливость[1].