поиск по сайту

Принцип относительности и преобразования Г. Галилея


Принцип относительности движения и покоя Г. Галилея и три закона динамики И. Ньютона являются сутью классической механики, которая была создана в XVII столетии. Основное значение классической механики состоит в том, что на ее основе впервые удалось описать законы движения и взаимодействия всех физических тел макро- и мегамира. В частности, было установлено, что движение и взаимодействие космических объектов (планет, их спутников, комет) подчиняются тем же законам, какие описывают движение и взаимодействие тел на поверхности Земли.

Чтобы лучше понять значение и новизну для своего времени открытий Галилея и Ньютона, необходимо кратко охарактеризовать предшествующие физические представления. До XVII в. господствовали представления о движении, которые еще в IV в. до н. э. сформулировал Аристотель. Все механические движения он разбивает на две большие группы: движения небесных тел в надлунном мире и движения тел в подлунном, земном мире. Движение небесных тел — наиболее совершенное движение. Оно представляет собой равномерное вращательное круговое движение. Совершенство кругового движения в том, что у него нет ни начала, ни конца; оно вечно и неизменно. В отличие от небесных движений земные движения несовершенны: они имеют начало и конец. Движения земных тел, в свою очередь, можно разделить на две категории: насильственные и естественные. Естественное движение — это движение тела к своему месту, например тяжелого тела вниз, а легкого — вверх. Тела, состоящие из элементов земли, стремятся вниз, а тела, образованные из воздуха или огня, — вверх. Естественное движение происходит само собой, оно не требует приложения силы. Все остальные движения на Земле — насильственные и требуют применения силы. Из этого следует, что в условиях земного мира покой абсолютен, а движение насильственно.

Концепция Аристотеля была чисто умозрительной, по существу неверной, и поэтому не имела и не могла иметь практического значения. В отличие от нее открытия Галилея и Ньютона основываются на экспериментально подтвержденных данных и имеют огромное практическое значение.

Принцип относительности движения Г. Галилея. Согласно этому принципу все инерциальные системы, т. е. такие, которые движутся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, равноправны между собой в отношении описания механических процессов. Истинность этого утверждения Галилей продемонстрировал при помощи следующего мысленного эксперимента. Представим, говорил он, что вы оказываетесь в закрытом трюме корабля и желаете выяснить, стоит ли корабль на месте или движется. Как это сделать, не выглядывая наружу? Возможно, следует провести какой-нибудь эксперимент, который даст разные результаты на стоящем и движущемсякорабле. Например, выпустим из руки камень, чтобы он упал вниз, и затем рассмотрим траекторию его движения. Оказывается, что и на неподвижном, и на равномерно движущемся корабле камень упадет вертикально вниз. То есть траектория движения камня внутри корабля не зависит от того, движется ли корабль прямолинейно и равномерно или стоит на месте.

Из рассуждений Галилея также следует вывод, что нет абсолютной скорости, все скорости относительные. Например, если вы стоите неподвижно, а мимо вас проносится поезд со скоростью 60 км/ч и по вагону этого поезда в обратном направлении идет пассажир со скоростью 5 км/ч, то относительно вас пассажир будет перемещаться со скоростью 55 км/ч. Если же пассажир идет по ходу движения поезда, то по отношению к вам он будет перемещаться со скоростью 65 км/ч. Проведенный нами расчет относительной скорости в физике называется преобразованиями Галилея.
До XX в. считалось, что преобразования Галилея носят универсальный характер, т. е. описывают преобразования скоростей в любых инерциальных системах. Однако оказалось, что это не так. В начале XX в., исследуя явления электромагнетизма, X. Лоренц показал, что объекты, двигающиеся с очень большой скоростью, которая сравнима со скоростью света, подчиняются другим преобразованиям. Несмотря на это преобразования Галилея и сейчас считаются истинными, но только по отношению к объектам, скорость которых значительно меньше скорости света.





Если Вам необходимо написание реферата, курсовой или дипломной работы по данной теме, Вы можете

Позвонить:

Ещё из раздела Естествознание

    До второй половины XIX в. полагали, что неорганические и органические вещества имеют разную природу. Считалось, что органические вещества (сложные соединения, построенные на основе атомов углерода) могут образовываться лишь в результате ...
      Долгое время существовало мнение о том, что способностью к самоорганизации обладают только биологические объекты и системы. После появления компьютеров, самообучающихся программ и возникновения робототехники стало очевидно, что искусственно ...
        На обыденном уровне симметрия понимается как правильное, взаимно соответствующее расположение частей объекта, которое образует пропорциональную, сбалансированную форму В неживой и живой природе можно встретить разные проявления симметрии. ...
          Согласно рациональному мировоззрению любое событие или явление имеет свою причину. Причина всякого события или явления, происходящего с каким-либо телом, может быть понята как результат воздействия со стороны других тел. Поэтому рациональное ...
            Облик современной цивилизации, повседневная жизнь обыкновенного человека в значительной мере зависят от открытий, которые были сделаны в науках за последние 100 лет. Попробуйте представить себе нашу жизнь без индустрии градостроительства, транспорта ...
              Основными принципами квантовой механика являются принцип неопределенности В. Гейзенберга и принцип дополнительности Н. Бора. Согласно принципу неопределенности невозможно одновременно точно определить местоположение частицы и ее импульс. Чем точнее ...
                Основные принципы универсального эволюционизма тесно связаны с главными идеями синергетики. Так, в одной из своих работ академик РАН Н. Моисеев пишет: «В последние годы установлено множество фактов, которые поднимают эволюционизм на новый уровень. ...
                  Геометрические свойства пространства. Геометрические свойства пространства изучаются геометрией, первоначально базировавшейся на системе аксиом Евклида. Аксиоматика евклидовой геометрии основывается на представлении пространства в виде плоскости. В ...
                    Пространство и время — это общие формы существования материи, а именно формы координации материальных объектов и явлений. Пространство есть форма координации различных сосуществующих объектов и явлений, заключающаяся в том, что последние ...
                      Основные идеи синергетики — самоорганизация и бифуркация — могут быть использованы для описания биосферы и социальных систем. Напомним, что под самоорганизацией понимается возможность возникновения более сложных и упорядоченных систем из систем ...
                        Термодинамика — это физическая наука, которая исследует причины тепловых явлений. Окружающий нас мир непрерывно изменяется, и очень часто эти изменения сопровождаются тепловыми явлениями. Так, при нагревании куска льда солнечными лучами он ...
                          Поскольку гравитационные взаимодействия являются доминирующими на метауровне организации материи, космологические модели Вселенной должны строиться в соответствии с требованиями теории относительности на основе реально наблюдаемых астрофизических ...




                          © 2006-2023 ИП Антонович А.С.
                          +375-29-5017588
                          +375-29-1438110
                                                  
                          zavtrasessiya.com

                          Сайт работает на платформе Nestorclub.com