Глава 2. Динамика

2.1. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности

I-йзаконНьютона: существуют такие системы отсчета, в которых тело движется равномерно, прямолинейно или покоится, если на него не действуют другие тела.

Из опыта известно, что в разных системах отсчета движение тела и законы, описывающие его, могут выглядеть по-разному. Опыт показывает, что всегда можно выбрать

инерциальную систему отсчета, которую для краткости сокращенно обозначают ИСО.

Инерциальнаясистемаотсчета, – система отсчета, которая или покоится, или движется прямолинейно и равномерно.

По отношению к инерциальной системе отсчета пространство однородно и изотропно, а время однородно. В инерциальной системе отсчета изолированная материальная точка или покоится, или бесконечно долго движется поступательно – равномерно и прямолинейно в соответствии с уравнениями:

,

здесь V₀, r₀ – начальная скорость и радиус-вектор начального положения движущейся материальной точки.

· Однородностьпространстваозначает эквивалентность всех его точек.

· Изотропность пространстваозначает эквивалентность всех направлений в пространстве.

· Однородностьвремениозначает, что все его моменты физически эквивалентны.

Строго инерциальных систем, по-видимому, не существует. Система отсчета, связанная с Землей – геоцентрическая – не является неинерциальной, так как Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Гелиоцентрическая система отсчета – тоже, поскольку Солнечная система совершает сложное движение около центра Галактики. Но при решении большинства практических задач обе эти системы с большой точностью можно считать инерциальными.

· ПринципотносительностиГалилея: законы механики имеют одинаковый вид во всех инерциальных системах отсчета.

Отсюда следует равноправие всех инерциальных систем отсчета: механическими опытами нельзя установить движется система отсчета прямолинейно и равномерно или покоится.