Тема лекции. Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея. Закон сохранения импульса. Движении центра масс. Гравитационные силы. Закон Кулона. Упругие силы. Силы трения.

Сегодня мы остановимся на причинах вызывающих движение. Другими словами перейдем к изучению динамики. Уже при рассмотрении кинематики мы обращали внимание на тот факт, что в разных системах отсчета законы движения могут быть разными. Выбор системы отсчета, вообще говоря, дело исследователя. Так если меня интересует полет комара, залетевшего в вагон электрички, на которой я еду, то бессмысленно описывать это движение в системе отсчета связанной с Савёловским вокзалом. Рассмотрим переход из одной системы отсчета в другую, которая движется поступательно относительно первой (см. Рис. 1). Вообще-то мы говорили о

Рис.1

поступательном движении недеформируемого (твердого) тела, а здесь движение системы координат. Но с каждым твердым телом всегда можно связать систему координат, если выбрать точку начала координат и точки для направления базисных векторов в нашем теле. Остановимся немножко подробнее на, преобразовании, показанном на Рис.1. Если предположить, что время при переходе в другую систему течет одинаково то связь радиус-векторов и времен в этих системах дается соотношениями (см. Рис. 1).

	(1a)
	(1b)

В этих формулах переменные со штрихом и без штриха относятся к соответствующим системам координат, а радиус вектор центра штрихованной системы координат относительно центра исходной системы, как это и видно из рисунка. Из этих преобразований следует, что:

	(2)
	(3)

Здесь и — скорость и ускорение начала координат штрихованной системы отсчета.

Из этих формул следует, что:

«Если две системы движутся поступательно одна относительно другой, то ускорения материальной точки в обеих системах отсчета одинаковы, если системы движутся друг относительно друга с постоянной скоростью ( )».

Поскольку физика наука экспериментальная, то преобразования (1a) и (1b) должны быть проверены на эксперименте. В начале прошлого века было показано, что правильные преобразования выглядят намного сложнее. Так, например, время в движущейся системе течет медленнее. Если сравнить промежуток времени , который прошел на Земле, с промежутком времени который прошел на спутнике, движущемся с первой космической скоростью , то разница составит . Такое запаздывание, как и много других эффектов возникающих при больших скоростях движения, учитывается в специальной теории относительности. При скоростях маленьких по сравнению со скоростью света ( ) преобразования специальной теории относительности с очень хорошей точностью совпадают с преобразованиями (1), которыми мы в дальнейшем будем пользоваться , считая их точными.

Если же рассматривать систему, которая движется относительно исходной более сложным образом (например, вращается вокруг фиксированной оси), то ускорения материальной точки в этих двух системах не совпадают никогда.

В основе динамики материальной точки лежат три закона Ньютона. Остановимся на этих законах подробнее.