Forntida filosofer försökte förstå essensen av rörelse, att avslöja påverkan av stjärnor och solen på en person. Dessutom har människor alltid försökt identifiera de krafter som verkar på en materiell punkt i processen för dess rörelse, såväl som i ett ögonblick av vila.
Aristoteles trodde att i frånvaro av rörelse påverkas kroppen inte av några krafter. Låt oss försöka ta reda på vilka referensramar som kallas tröghet, vi kommer att ge exempel på dem.
Viloläge
I vardagen är det svårt att upptäcka ett sådant tillstånd. I nästan alla typer av mekanisk rörelse antas närvaron av främmande krafter. Anledningen är friktionskraften, som inte tillåter många föremål att lämna sin ursprungliga position, för att lämna vilotillståndet.
Med tanke på exempel på tröghetsreferenssystem, noterar vi att de alla motsvarar Newtons första lag. Först efter dess upptäckt var det möjligt att förklara vilotillståndet, att indikera de krafter som verkar i detta tillstånd på kroppen.
Formulering av Newtons första lag
I den moderna tolkningen förklarar han existensen av koordinatsystem, i förhållande till vilka man kan betrakta frånvaron av yttre krafter som verkar på en materiell punkt. Ur Newtons synvinkel kallas referenssystem tröghet, vilket gör att vi kan överväga bevarandet av kroppens hastighet under lång tid.
Definitioner
Vilka referensramar är tröga? Exempel på dem studeras i skolans fysikkurs. Tröghetsreferenssystem anses vara de med avseende på vilka materialpunkten rör sig med konstant hastighet. Newton klargjorde att vilken kropp som helst kan vara i ett liknande tillstånd så länge det inte finns något behov av att applicera krafter på den som kan förändra ett sådant tillstånd.
I verkligheten är tröghetslagen inte uppfylld i alla fall. Genom att analysera exempel på tröghets- och icke-tröghetsreferensramar, överväg en person som håller i ledstänger i ett fordon i rörelse. När en bil bromsar kraftigt rör sig en person automatiskt i förhållande till fordonet, trots frånvaron av en yttre kraft.
Det visar sig att inte alla exempel på en tröghetsreferensram motsvarar formuleringen av 1 Newtons lag. För att förtydliga tröghetslagen infördes en förfinad definition av referenssystem där den är oklanderligt uppfylld.
Typer av referenssystem
Vilka referenssystem kallas tröghet? Det kommer att bli klart snart. "Ge exempel på tröghetsreferenssystem där 1 Newtons lag är uppfylld" -en liknande uppgift erbjuds skolbarn som v alt fysik som tentamen i nian. För att klara uppgiften är det nödvändigt att ha en idé om tröghets- och icke-tröghetsreferensramar.
Tröghet innebär bevarande av vila eller enhetlig rätlinjig rörelse av kroppen så länge som kroppen är isolerad. "Isolerade" kroppar är de som inte är sammankopplade, inte interagerar, tas bort från varandra.
Låt oss överväga några exempel på en tröghetsreferensram. Om man antar en stjärna i galaxen som referensram, snarare än en buss i rörelse, kommer implementeringen av tröghetslagen för passagerare som håller i rälsen att vara felfri.
Under inbromsning kommer detta fordon att fortsätta att röra sig jämnt i en rak linje tills det påverkas av andra kroppar.
Vilka exempel på en tröghetsreferensram kan du ge? De bör inte ha ett samband med den analyserade kroppen, påverka dess tröghet.
Det är för sådana system som Newtons första lag är uppfylld. I det verkliga livet är det svårt att överväga en kropps rörelse i förhållande till tröghetsreferensramar. Det är omöjligt att ta sig till en avlägsen stjärna för att kunna utföra markbundna experiment från den.
Jorden accepteras som villkorade referenssystem, trots att den är associerad med objekt placerade på den.
Det är möjligt att beräkna accelerationen i tröghetsreferensramen om vi betraktar jordens yta som referensramen. Inom fysiken finns det inga matematiska uppgifter om Newtons 1:a lag, utan det är han som ligger till grund förhärledning av många fysiska definitioner och termer.
Exempel på tröghetsreferensramar
Skolelever har ibland svårt att förstå fysiska fenomen. Niondeklassare erbjuds uppgiften med följande innehåll:”Vilka referensramar kallas tröghet? Ge exempel på sådana system. Antag att vagnen med bollen initi alt rör sig på en plan yta med konstant hastighet. Sedan rör den sig längs sanden, som ett resultat av att bollen sätts i accelererad rörelse, trots att inga andra krafter verkar på den (deras totala effekt är noll).
Kärnan i vad som händer kan förklaras av det faktum att när systemet rör sig på en sandig yta, upphör systemet att vara trögt, det har en konstant hastighet. Exempel på tröghets- och icke-tröghetsreferensramar indikerar att deras övergång sker under en viss tidsperiod.
När kroppen accelererar har dess acceleration ett positivt värde, och vid inbromsning blir denna siffra negativ.
Curvilinear movement
I förhållande till stjärnorna och solen utförs jordens rörelse längs en kurvlinjär bana som har formen av en ellips. Den referensramen, där mitten är i linje med solen och axlarna är riktade mot vissa stjärnor, kommer att betraktas som tröghet.
Observera att varje referensram som kommer att röra sig i en rak linje och enhetligt i förhållande till heliocentriskasystemet är trögt. Kurvilinjär rörelse utförs med viss acceleration.
Med tanke på det faktum att jorden rör sig runt sin axel, rör sig referensramen, som är associerad med dess yta, relativt den heliocentriska med viss acceleration. I en sådan situation kan vi dra slutsatsen att referensramen, som är kopplad till jordens yta, rör sig med acceleration i förhållande till heliocentriken, så den kan inte anses vara trög. Men värdet av accelerationen av ett sådant system är så litet att det i många fall avsevärt påverkar detaljerna hos de mekaniska fenomen som betraktas i förhållande till det.
För att lösa praktiska problem av teknisk natur är det vanligt att betrakta referensramen som är stelt förbunden med jordens yta som tröghet.
Galilean Relativity
Alla tröghetsreferensramar har en viktig egenskap, som beskrivs av relativitetsprincipen. Dess kärna ligger i det faktum att alla mekaniska fenomen under samma initiala förhållanden utförs på samma sätt, oavsett vald referensram.
Jämlikhet för ISO enligt relativitetsprincipen uttrycks i följande bestämmelser:
- I sådana system är mekanikens lagar desamma, så alla ekvationer som beskrivs av dem, uttryckta i termer av koordinater och tid, förblir oförändrade.
- Resultaten av pågående mekaniska experiment gör det möjligt att fastställa om referensramen kommer att vara i vila, eller om den görrätlinjig enhetlig rörelse. Vilket system som helst kan villkorligt identifieras som stationärt om det andra samtidigt rör sig i förhållande till det med en viss hastighet.
- Mekanikens ekvationer förblir oförändrade med avseende på koordinattransformationer vid övergång från ett system till ett annat. Du kan beskriva samma fenomen i olika system, men deras fysiska natur kommer inte att förändras.
Problemlösning
Första exemplet.
Fastställ om tröghetsreferensramen är: a) en artificiell jordens satellit; b) barnattraktion.
Svar. I det första fallet är det inte fråga om ett tröghetsreferenssystem, eftersom satelliten rör sig i omloppsbana under påverkan av tyngdkraften, därför sker rörelsen med viss acceleration.
Attraktionen kan inte heller betraktas som ett tröghetssystem, eftersom dess rotationsrörelse sker med viss acceleration.
Andra exemplet.
Rapporteringssystemet är fast anslutet till hissen. I vilka situationer kan det kallas tröghet? Om hissen: a) faller ner; b) rör sig jämnt uppåt; c) stiger snabbt d) jämnt riktad nedåt.
Svar. a) Vid fritt fall visas acceleration, så referensramen som är associerad med hissen kommer inte att vara trög.
b) Med jämn rörelse av hissen är systemet trögt.
c) När man rör sig med viss acceleration anses referensramen vara trög.
d) Hissen rör sig långsamt, har en negativ acceleration, så du kan intekalla referensramen tröghet.
Slutsats
Under hela sin existens har mänskligheten försökt förstå de fenomen som förekommer i naturen. Försök att förklara rörelsens relativitet gjordes av Galileo Galilei. Isaac Newton lyckades härleda tröghetslagen, som började användas som huvudpostulatet vid beräkningar inom mekanik.
För närvarande inkluderar kroppspositionsdetekteringssystemet kroppen, enheten för att bestämma tiden samt koordinatsystemet. Beroende på om kroppen är i rörelse eller stillastående är det möjligt att karakterisera ett visst föremåls position under den önskade tidsperioden.
