Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Первый закон Ньютона (закон инерции)
Первый закон Ньютона гласит:
Существуют такие системы отсчета, в которых тело, предоставленное самому себе, может находиться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку действие внешних сил не вынудят его изменить это состояние.
Инертность — внутреннее свойство, присущее всем телам, независимо от их природы и состояния.
Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние.
Поэтому первый закон Ньютона называют ещё законом инерции. Равномерное прямолинейное движение свободного тела называется движением по инерции.
Система отсчёта, относительно которой свободное тело движется равномерно и прямолинейно, называется инерциальной.
Законы механики справедливы для ИСО (инерциальных систем отсчёта). Первый закон Ньютона — это постулат* о существовании инерциальных систем отсчёта. В инерциальных системах отсчёта механические явления описываются наиболее просто. В действительности инерциальных систем отсчёта существует бесконечно много: всякая система отсчёта, которая движется относительно инерциальной системы равномерно и прямолинейно, сама является инерциальной.
Система отсчёта, которая движется относительно инерциальной системы отсчёта с ускорением, является неинерциальной.
В такой «плохой» системе отсчёта свободное тело будет двигаться с ускорением, что усложнит описание его движения. С достаточно высокой точностью можно считать инерциальной гелиоцентрическую систему (систему Коперника). Это система отсчёта, начало которой помещено в центре Солнца, а координатные оси направлены на три какие-либо удалённые звезды, которые можно принять за неподвижные. Инерциальной часто можно считать систему отсчёта, связанную с земной поверхностью. Это, однако, более грубое приближение — ведь мы тем самым отвлекаемся от вращения Земли вокруг собственной оси и вокруг Солнца. Так, звезда, неподвижная в системе Коперника, в земной системе будет совершать сложное движение в виде наложения двух вращений (суточного и годового). Однако в большинстве явлений, происходящих на поверхности Земли, неинерциальность земной системы отсчёта практически никак не сказывается, и ею можно пренебречь.
Принцип относительности Галилея
Галилей заметил, что, находясь в трюме корабля, никакими механическими опытами невозможно установить, покоится ли корабль или движется равномерно и прямолинейно. Это означает, что инерциальные системы отсчёта совершенно неотличимы друг от друга с точки зрения законов механики. Иными словами, верен принцип относительности Галилея.
Принцип относительности Галилея:
Всякое механическое явление при одних и тех же начальных условиях протекает одинаково в любой инерциальной системе отсчёта.
Впоследствии Эйнштейн распространил этот принцип с механических явлений на вообще все физические явления. Общий принцип относительности Эйнштейна лёг в основу теории относительности. Принцип относительности Галилея и Эйнштейна мы обсудим подробнее при изучении основ специальной теории относительности.
Постулат — первичное утверждение физики, не выводимое из каких-либо иных утверждений. Постулат есть констатация факта: таким вот образом ведёт себя природа. Сформулировать тот или иной постулат можно лишь на основании наблюдений и физических экспериментов.
