Antieke filosowe het probeer om die essensie van beweging te verstaan, om die invloed van sterre en die Son op 'n persoon te openbaar. Daarbenewens het mense nog altyd probeer om die kragte te identifiseer wat op 'n materiële punt inwerk in die proses van sy beweging, sowel as op 'n oomblik van rus.
Aristoteles het geglo dat in die afwesigheid van beweging die liggaam nie deur enige kragte beïnvloed word nie. Kom ons probeer uitvind watter verwysingsraamwerke traagheid genoem word, ons sal voorbeelde daarvan gee.
Rusende toestand
In die alledaagse lewe is dit moeilik om so 'n toestand op te spoor. In byna alle tipes meganiese beweging word die teenwoordigheid van vreemde kragte aanvaar. Die rede is die wrywingskrag, wat nie toelaat dat baie voorwerpe hul oorspronklike posisie verlaat om die rustoestand te verlaat nie.
Met inagneming van voorbeelde van traagheidsverwysingstelsels, let ons daarop dat hulle almal ooreenstem met Newton se 1ste wet. Eers na die ontdekking daarvan was dit moontlik om die toestand van rus te verduidelik, om die kragte aan te dui wat in hierdie toestand op die liggaam inwerk.
Formulering van Newton se 1ste wet
In die moderne interpretasie verduidelik hy die bestaan van koördinaatstelsels, relatief waartoe 'n mens die afwesigheid van eksterne kragte wat op 'n materiële punt inwerk, kan beskou. Vanuit Newton se oogpunt word verwysingstelsels traagheid genoem, wat ons in staat stel om die behoud van die liggaam se snelheid oor 'n lang tyd te oorweeg.
Definisies
Watter verwysingsraamwerke is traagheid? Voorbeelde daarvan word in die skoolfisikakursus bestudeer. Traagheidsverwysingstelsels word beskou as dié ten opsigte waarvan die materiaalpunt teen 'n konstante spoed beweeg. Newton het verduidelik dat enige liggaam in 'n soortgelyke toestand kan wees solank dit nie nodig is om kragte daarop toe te pas wat so 'n toestand kan verander nie.
In werklikheid word die wet van traagheid nie in alle gevalle vervul nie. Deur voorbeelde van traagheids- en nie-traagheidsverwysingsraamwerke te ontleed, oorweeg 'n persoon wat aan die leunings in 'n bewegende voertuig vashou. Wanneer 'n motor skerp rem, beweeg 'n persoon outomaties relatief tot die voertuig, ten spyte van die afwesigheid van 'n eksterne krag.
Dit blyk dat nie alle voorbeelde van 'n traagheidsverwysingsraamwerk ooreenstem met die formulering van 1 Newton se wet nie. Om die wet van traagheid te verduidelik, is 'n verfynde definisie van verwysingsisteme ingestel waarin dit onberispelik vervul word.
Tipes verwysingstelsels
Watter verwysingstelsels word traagheid genoem? Dit sal binnekort duidelik word. "Gee voorbeelde van traagheidsverwysingsisteme waarin aan 1 Newton se wet voldoen word" -'n soortgelyke taak word gebied aan skoolkinders wat fisika as 'n eksamen in die graad negende gekies het. Om die taak te hanteer, is dit nodig om 'n idee te hê oor traagheids- en nie-traagheidsverwysingsraamwerke.
Traagheid behels die behoud van rus of eenvormige reglynige beweging van die liggaam solank die liggaam in isolasie is. "Geïsoleerde" liggame is dié wat nie verbind is nie, nie interaksie het nie, van mekaar verwyder word.
Kom ons kyk na 'n paar voorbeelde van 'n traagheidsverwysingsraamwerk. As 'n ster in die sterrestelsel as 'n verwysingsraamwerk aanvaar word, eerder as 'n bewegende bus, sal die implementering van die traagheidswet vir passasiers wat aan die relings vashou, foutloos wees.
Tydens rem, sal hierdie voertuig voortgaan om eenvormig in 'n reguit lyn te beweeg totdat dit deur ander liggame geraak word.
Watter voorbeelde van 'n traagheidsverwysingsraamwerk kan jy gee? Hulle moet nie 'n verband met die geanaliseerde liggaam hê nie, beïnvloed sy traagheid.
Dit is vir sulke stelsels dat Newton se 1ste wet vervul word. In die werklike lewe is dit moeilik om die beweging van 'n liggaam relatief tot traagheidsverwysingsraamwerke te oorweeg. Dit is onmoontlik om by 'n verre ster uit te kom om terrestriële eksperimente daaruit te doen.
Die Aarde word as voorwaardelike verwysingstelsels aanvaar, ten spyte van die feit dat dit geassosieer word met voorwerpe wat daarop geplaas is.
Dit is moontlik om die versnelling in die traagheidsverwysingsraam te bereken as ons die oppervlak van die Aarde as die verwysingsraam beskou. In fisika is daar geen wiskundige rekord van Newton se 1ste wet nie, maar dit is hy wat die basis is virafleiding van baie fisiese definisies en terme.
Voorbeelde van traagheidsverwysingsraamwerke
Skoolstudente vind dit soms moeilik om fisiese verskynsels te verstaan. Graad 9 word die taak van die volgende inhoud gebied: “Watter verwysingsraamwerke word traagheid genoem? Gee voorbeelde van sulke stelsels. Aanvaar dat die wa met die bal aanvanklik op 'n plat oppervlak met 'n konstante spoed beweeg. Dan beweeg dit langs die sand, gevolglik word die bal in versnelde beweging gesit, ten spyte van die feit dat geen ander kragte daarop inwerk nie (hul totale effek is nul).
Die kern van wat besig is om te gebeur, kan verklaar word deur die feit dat terwyl dit op 'n sanderige oppervlak beweeg, die stelsel ophou om traagheid te wees, dit het 'n konstante spoed. Voorbeelde van traagheids- en nie-traagheidsverwysingsraamwerke dui aan dat hul oorgang in 'n sekere tydperk plaasvind.
Wanneer die liggaam versnel, het sy versnelling 'n positiewe waarde, en wanneer gerem word, word hierdie syfer negatief.
Kromlynige beweging
Relatief tot die sterre en die Son word die beweging van die Aarde langs 'n kromlynige trajek uitgevoer, wat die vorm van 'n ellips het. Daardie verwysingsraamwerk, waarin die middelpunt met die Son in lyn is, en die asse na sekere sterre gerig is, sal as traagheid beskou word.
Let daarop dat enige verwysingsraamwerk wat in 'n reguit lyn en eenvormig relatief tot die heliosentriese sal beweegstelsel is traagheid. Kromlynige beweging word met 'n mate van versnelling uitgevoer.
Gegewe die feit dat die Aarde om sy as beweeg, beweeg die verwysingsraamwerk, wat met sy oppervlak geassosieer word, relatief tot die heliosentriese met 'n mate van versnelling. In so 'n situasie kan ons aflei dat die verwysingsraamwerk, wat met die Aarde se oppervlak verbind is, met versnelling beweeg relatief tot die heliosentriese, dus kan dit nie as traagheid beskou word nie. Maar die waarde van die versnelling van so 'n stelsel is so klein dat dit in baie gevalle die besonderhede van die meganiese verskynsels wat relatief daaraan beskou word aansienlik beïnvloed.
Om praktiese probleme van 'n tegniese aard op te los, is dit gebruiklik om die verwysingsraamwerk wat rigied met die Aarde se oppervlak verbind is as traagheid te beskou.
Galilean Relatiwiteit
Alle traagheidsverwysingsraamwerke het 'n belangrike eienskap, wat beskryf word deur die relatiwiteitsbeginsel. Die essensie daarvan lê daarin dat enige meganiese verskynsel onder dieselfde aanvanklike toestande op dieselfde manier uitgevoer word, ongeag die gekose verwysingsraamwerk.
Gelykheid van ISO volgens die relatiwiteitsbeginsel word uitgedruk in die volgende bepalings:
- In sulke stelsels is die wette van meganika dieselfde, so enige vergelyking wat deur hulle beskryf word, uitgedruk in terme van koördinate en tyd, bly onveranderd.
- Die resultate van deurlopende meganiese eksperimente maak dit moontlik om vas te stel of die verwysingsraamwerk in rus sal wees, en of ditreglynige eenvormige beweging. Enige stelsel kan voorwaardelik as stilstaande herken word as die ander een terselfdertyd teen 'n sekere spoed relatief daartoe beweeg.
- Die vergelykings van meganika bly onveranderd met betrekking tot koördinaattransformasies in die geval van oorgang van een stelsel na 'n ander. Jy kan dieselfde verskynsel in verskillende sisteme beskryf, maar hul fisiese aard sal nie verander nie.
Probleemoplossing
Eerste voorbeeld.
Bepaal of die traagheidsverwysingsraamwerk: a) 'n kunsmatige satelliet van die Aarde is; b) kinders se aantrekkingskrag.
Antwoord. In die eerste geval is daar geen sprake van 'n traagheidsverwysingstelsel nie, aangesien die satelliet onder die invloed van die swaartekrag in 'n wentelbaan beweeg, daarom vind die beweging met 'n mate van versnelling plaas.
Die aantrekkingskrag kan ook nie as 'n traagheidstelsel beskou word nie, aangesien sy rotasiebeweging met 'n mate van versnelling plaasvind.
Tweede voorbeeld.
Die rapporteringstelsel is stewig met die hysbak verbind. In watter situasies kan dit traagheid genoem word? As die hysbak: a) val; b) beweeg eweredig op; c) styg vinnig d) eweredig afwaarts gerig.
Antwoord. a) In vrye val verskyn versnelling, dus sal die verwysingsraamwerk wat met die hysbak geassosieer word nie traagheid wees nie.
b) Met eenvormige beweging van die hysbak is die stelsel traagheid.
c) Wanneer met 'n mate van versnelling beweeg word, word die verwysingsraamwerk as traagheid beskou.
d) Die hysbak beweeg stadig, het 'n negatiewe versnelling, so jy kan nienoem die verwysingsraamwerk traagheid.
Gevolgtrekking
Deur die hele tyd van sy bestaan het die mensdom probeer om die verskynsels wat in die natuur voorkom, te verstaan. Pogings om die relatiwiteit van beweging te verduidelik is deur Galileo Galilei aangewend. Isaac Newton het daarin geslaag om die traagheidswet af te lei, wat as die hoofpostulaat in berekeninge in meganika gebruik is.
Op die oomblik sluit die liggaamsposisie-opsporingstelsel die liggaam in, die toestel om die tyd te bepaal, sowel as die koördinaatstelsel. Afhangende van of die liggaam beweeg of stilstaan, is dit moontlik om die posisie van 'n sekere voorwerp in die verlangde tydperk te karakteriseer.
