Основні фізичні параметри і рівняння динаміки

Поступальний рух	Обертальний рух
Основні фізичні параметри
Маса	Момент інерції (ІІ.2.1)
Імпульс	Момент імпульсу (ІІ.2.2)
Сила	Момент сили (ІІ.2.3)
Кінетична енергія
	(ІІ.2.4)
Робота
	(ІІ.2.5)
Потужність (ІІ.2.6)
	(ІІ.2.7)
Основний закон динаміки
	(ІІ.2.8)
Закони збереження
механічної енергії (ІІ.2.9)
імпульсу	моменту імпульсу (ІІ.2.10)

ЕЛЕМЕНТИ РЕЛЯТИВІСТСЬКОЇ МЕХАНІКИ.

НЕІНЕРЦІАЛЬНІ СИСТЕМИ ВІДЛІКУ

Принцип відносності Галилея. Перетворення

Галилея

Для рішення задач, пов’язаних із переходом від однієї системи відліку до іншої, у класичній нерелятивістській фізиці застосовується принцип відносності Галилея: всі інерційні системи повністю рівноправні щодо причин прискорень. У всіх інерційних системах відліку закони класичної механіки мають один і той же вигляд.

Роздивимося две інерціальні системи відліку. На рис. 1.5.1 представлени: К(XOY) – нерухома система координат; (X'O'Y')– система координат, пов'язана зі спостерігачем на тілі, що переміщується щодо системи координат К(XOY).

Рис. 1.5.1. Рухома і нерухома системи відліку

Радіус-вектор точки М в нерухомій системі повязаний з радіусои-вектором у рухомій системі співвідношенням

(1.5.1)

де - радіус-вектор початку координат системи відносно системи К. Припускаючи, що система рухається відносно системи К з постійною швидкістю ( ), а також, що згідно Галилею хід часу не залежить від відносного руху систем відліку, будемо мати перетворення, які мають назву перетворень координат Галилея. В скалярній формі:

(1.5.2)

Діференцуючи рівняння (1.5.2) по часу, одержимо зв'язок між швидкостями тіл у ситемах К і , що відомий як формула додавання швидкостей у класичній механіці

(1.5.3)

Аналогічно, застосувавши операцію диференціювання до рівняння (1.5.3), будемо мати

. (1.5.4)

Відсіля витікає, що прискорення будь-якого тіла у всіх системах відліку, які рухаються друг відносно друга рівномірно і прямолінійно, виявляються одними й тими же. А поскільки основне рівнння механіки (1.2.2) вміщує тільки прискорення, то стає очевидним, що і сили, які діють на тіло у різних інерціальних системах, однакові. Тобто, рівняння класичної нерелятивістської механіки не змінюються при переході від однієї інерціальної системи до іншої, і ніякими механічними опитами неможливо встановити, знаходиться ця система в стані спокою чи рухається прямолінійно і рівномірно.

1.5.2. Спеціальна теорія відносності. Постулати

Ейнштейна

Релятивістська фізика відмовилася від трактовки Галилея часу, як абсолютно протікаючого у всіх системах. Створена А. Ейнштейном у 1905 році спеціальна теорія відносності (СТВ) пов'язала в єдине ціле простір і час. Основу цієї теорії утворюють два постулати.

Перший постулат Ейнштейна (принцип відносності).

Усі закони природи інваріантні (незмінні) стосовно переходу від однієї інерціальної системи відліку до іншої.

Перший постулат – це узагальнення принципу відносності класичної механіки (принципу відносності Галілея) на всі процеси в природі, інакше кажучи, всі інерціальні системи відліку еквівалентні (рівноправні) по своїх фізичних властивостях, тобто ніякі опити в принципі не дозволяють виділити ні одну з них як переважну – абсолютну.

Другий постулат Ейнштейна (принцип сталості швидкості світла).

Швидкість світла у вакуумі не залежить від швидкості руху джерела світла або спостерігача й однакова у всіх інерціальних системах відліку.

Другий постулат стверджує, що сталість швидкості світла – фундаментальна властивість природи. Якщо всі інші швидкості змінюються при переході від однієї інерціальної системи відліку до іншої, то швидкість світла у вакуумі – величина інваріантна (незмінна).

Всі положення СТВ базуються на експерименті і блискуче підтверджуються експериментом. Так, другий постулат А. Ейнштейн сформулював на основі опитів Майкельсона – Морлі (1881-1887 р.), які з’ясували, що немає різниці між часом розповсюдження світла паралельно і перпендикулярно к напрямку руху Землі.