Инерциальные системы отсчета. Аксиомы динамики

ЛЕКЦИЯ 10

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

Инерциальные системы отсчета. Аксиомы динамики

Материальной точкой в механике называют простейшую модель физического тела любой формы, размерами которого и вращением можно пренебречь в рассматриваемой задаче, и которое можно принять за геометрическую точку, наделенную механическими свойствами. Эти свойства материальной точки определяются аксиомами динамики, называемыми также законами Ньютона, поскольку Ньютон впервые объединил их в систему, представляющую в современной трактовке основы динамики.

Аксиома инерции или принцип инерции открытый Галилеем (первый закон Ньютона)

Изолированная материальная точка либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно до тех пор, пока на нее не подействуют силы.

Под изолированной материальной точкой понимается материальная точка свободная от силового воздействия. Система отсчета, в которой справедлива аксиома А1, называется инерциальной системой отсчета. Аксиома инерции фактически постулирует существование инерциальной системы отсчета. В действительности инерциальных систем отсчета не существует. Это абстрактное понятие. Но для движений внутри Солнечной системы с большой точностью за инерциальную можно считать гелиоцентрическую систему координат с началом в центре Солнечной системы и осями, направленными на условно «неподвижные» звезды. При решении большинства технических задач, пренебрегая малой неинерциальностью, за инерциальную принимают систему отсчета жестко связанную с Землей.

Для инерциальной системы отсчета справедлива вторая аксиома динамики.

Второй закон Ньютона или основной закон динамики

Ускорение, сообщаемое точке силой ей пропорционально и сонаправлено и обратно пропорционально массе точки:

где m – масса материальной точки, - ее ускорение, - сила действующая на материальную точку, которая может зависеть от времени, положения точки и ее скорости, но не зависит от ускорения точки.

Обычно в механике основной закон динамики принято записывать в виде:

Аксиома равенства действия и противодействия или третий закон Ньютона

При взаимодействии двух материальных точек силы действия и противодействия являются противоравными силами.