Динамика Ньютона

Третий закон.

Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Это следует понимать так. Во всех случаях, когда какое-либо тело действует на другое, имеет место не одностороннее действие, а взаимодействие тел. Силы такого взаимодействия между телами имеют одинаковую природу, появляются и исчезают одновременно. При взаимодействии двух тел оба тела получают ускорения, направленные по одной прямой в противоположные стороны. Это означает, что тела взаимодействуют друг с другом силами, равными по модулю и противоположными по направлению. При этом, каждая сила приложена к тому телу, на которое она действует, т. е. эти силы приложены к разным телам. А это означает, что, силы взаимодействия между телами не могут уравновесить или скомпенсировать друг друга.

Чтобы пояснить третий закон можно рассмотреть следующие опыты. Если на горизонтальной поверхности стоят две одинаковые тележки и с помощью двух одинаковых динамометров они прикреплены к вертикальным стойкам. На одну тележку положен кусок железа, а на другую — магнит. Обе тележки сдвигаются навстречу друг другу, а силы, фиксируемые динамометрами, показывают одинаковые силы взаимодействия. Следовательно, можно сделать вывод, что магнит притягивает кусок железа, с такой же силой и железо притягивает к себе магнит.

Примеры показывают, что третий закон Ньютона выполняется как в случае взаимодействия тел при непосредственном контакте, так и при взаимодействии тел посредством поля. Третий закон Ньютона, так же как и первый и второй законы динамики, выполняется только в инерциальных системах. Динамика Ньютона включает законы механического движения частиц с указанием причин, вызывающих изменение характера движения. Классическая механика Ньютона явилась исторически первой и наиболее простой теорией такого рода.

Классическая механика или механика Ньютона складывается вокруг тела, обладающего массой и движущегося по определенной траектории с определенной скоростью, зависящей от действующих на нее сил. Такая позиция, связанная с отрицанием случайностей любого рода, с абсолютизацией динамических закономерностей и законов, называется механическим детерминизмом. В середине 19 века в физике были сформулированы законы, предсказания которых не являются определенными, а только вероятными. Они получили название статистических законов. В 1859 г. была доказана несостоятельность позиции механического детерминизма. Максвелл при построении статистической механики использовал законы нового типа и ввел в физику понятие вероятности. Это понятие было выработано математикой при анализе случайных явлений.

В 18 веке ученые признали, что законы Ньютона не отвечали на многие вопросы, касающиеся движения тел, движения частиц. Особенно это было очевидно в области изучения движения планет, движения открытых микрочастиц. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называют инерциальными. Следовательно, инерциальными являются такие системы отсчета, относительно которых материальная точка при отсутствии на нее внешних воздействий или их взаимной компенсации покоится или движется равномерно и прямолинейно.

Наблюдения показывают, что с очень высокой степенью точности можно считать инерциальной системой отсчета гелиоцентрическую систему, у которой начало координат связано с Солнцем, а оси направлены на определенные «неподвижные» звезды. Системы отсчета, жестко связанные с поверхностью Земли, не являются инерциальными, так как Земля движется по орбите вокруг Солнца и при этом вращается вокруг своей оси. Инерциальными являются и системы отсчета, которые движутся равномерно и прямолинейно относительно какой-либо инерциальной системы отсчета. Это утверждение носит название принципа относительности Галилея или механического принципа относительности. Этот принцип был впоследствии развит А. Эйнштейном и является одним из постулатов специальной теории относительности.

Заключение

Динамикой называют раздел механики, в котором изучают различные виды механических движений с учетом взаимодействия тел между собой. Основы динамики составляют три закона Ньютона, являющиеся результатом обобщения наблюдений и опытов в области механических явлений, которые были известны еще до Ньютона и осуществлены самим Ньютоном. Законы динамики Ньютона, которые иначе называют классической динамикой, имеют ограниченную область применимости. Они справедливы для макроскопических тел, движущихся со скоростями, много меньшими, чем скорость света в вакууме. Долгое время считалось, что никаких других законов, кроме динамических, не существует. Это было связано с установкой классической науки на механистичность и метафизичность, со стремлением построить любые научные теории по образцу механики Ньютона. Если какие-либо объективные процессы и закономерности не вписывались в предусмотренные динамическими законами рамки, считалось, что мы просто не знаем их причин, однако с течением времени это знание будет получено.

В 19 веке в науке были созданы предпосылки разработки новых законов динамики и разработана теория относительности, общая и специальная. Установлено, что строго инерциальной системы отсчета не существует. Ту или иную систему отсчета можно считать инерциальной лишь с известной степенью точности. В 20 веке А. Эйнштейн распространил принцип относительности на все процессы в природе — оптические, электромагнитные и др. Однако, законы динамики, сформулированные И. Ньютоном, используют и в настоящее время.

Использованная литература Гершензон Е. М. Курс общей физики. М.: Высш. шк. — 1987. 304

Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с начала XIX до середины XX вв. М., 1979 — 230 с.

Карпенков С. Х. Основные концепции естествознания. М.: ЮНИТИ, 1998 -427 с.

Курс общей физики. Общий курс физики. Том I. Механика. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. — 560с.

Садохин А. П. Концепции современного естествознания: учебник / А. П. Садохин. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. — 447 с.

Карпенков С. Х. Основные концепции естествознания. М.: ЮНИТИ, 1998 -51 С.

Садохин А. П. Концепции современного естествознания: учебник / А. П. Садохин. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. С.79

Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с начала XIX до середины XX вв. М., 1979 — 15 С.

Курс общей физики. Общий курс физики. Том I. Механика. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. — 32 С.

Курс общей физики. Общий курс физики. Том I. Механика. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. — 54 С.

Гершензон Е. М. Курс общей физики. М.: Высш. шк. — 1987. 25 С.