Материал:

По определению Ньютона, "абсолютное пространство по самой своей сути является безотносительным к чему-либо внешнему и остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительной является его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по отношению положения его относительно некоторых тел и которое в повседневной жизни воспринимается как пространство неподвижный ".

Часть пространства, занятая телом, называется местом тела. В зависимости от того, о какой простор говорится, различают абсолютное и относительное тела. Для тел с одинаковым объемом места одинаковы; поверхности же из-за различий в форме тел могут и отличаться между собой.

Абсолютное время, как утверждает Ньютон, не имеет отношения к событиям, он существует и продолжается равномерно сам по себе. Напротив, "относительный, воображаемый, или повседневный, время есть или точная, или изменчивая, что воспринимается с помощью ощущений, внешняя, осуществляемой с помощью какого-либо движения, мера продолжительности, которая применяется в повседневной жизни вместо настоящего математического времени, как час, месяц, день, год ". В природе, по словам Ньютона, может совсем не существовать равномерного движения, который бы мог быть естественной мерой абсолютного течения времени. Независимо от природных процессов абсолютное время движется неизменно. Абсолютное время существования тела не зависит от скорости его движения. Напротив, относительное время, что является предметом наблюдения, зависит от скорости реальных процессов. Поэтому, утверждает Ньютон, настоящая продолжительность отличается от той, которую можно непосредственно наблюдать, и выводится из нее с помощью астрономического уравнения.

Абсолютное движение определяется как перемещение тела с одной абсолютного места в другое, относительный же движение - как перемещение тела с одной относительного места в другое относительное. Таким образом, абсолютное движение есть движение в абсолютном, а относительное движение - в относительном пространстве. Ньютон приводит пример с кораблем. Относительным местом груза является часть корабля, в которой находится груз. Если груз не меняет своего положения на корабле, то о нем говорят, что он находится в относительном покое.

Свойство покоя заключается в том, что тела, которые находятся в абсолютном покое, находятся в состоянии покоя также друг относительно друга. Однако если расстояние между некоторыми телами не меняется, нельзя сделать обратный вывод - о том, что они находятся в состоянии абсолютного покоя. Связь между абсолютным и относительным спокойствием не является обратным: с абсолютного покоя некоторых тел следует их взаимная недвижимость, но по взаимному недвижимости тел нельзя сделать вывод об их абсолютный покой *. Свойство движения заключается в том, что тела, которые движутся в подвижном пространстве, участвуют-в движении этого пространства. Ньютон трактует абсолютное движение как сумму определенного ряда относительных движений, где каждый новый член представляет собой движение, происходящее по новому тела отсчета. Он считает, что этот ряд продолжается, "пока не достигнет места неподвижного". Но есть такое место? Выше отмечалось, что на самом деле может не оказаться тела, находящегося в состоянии покоя, "с которым можно было бы связывать места и движения других тел". Но места абсолютного покоя, по мнению Ньютона, существуют, и они в своей совокупности образуют абсолютное пространство.

Далее Ньютон рассматривает разграничение абсолютных и относительных движений в зависимости от их причин.

Причина истинного абсолютного движения тела - сила, приложенная к этому телу. Ускорение движения тела в абсолютном пространстве происходит только в том случае, когда сила непосредственно приложена к телу. Напротив, относительное движение тела может быть результатом сил, приложенных к другим телам. Тело может изменить свое положение или свою скорость относительно других тел, если до сих других тел приложено силу, вызывает их абсолютное перемещение.

Ньютон анализирует эту проблему в обратном порядке - от силы к движению. Движение вызывает сила, приложенная к телу? Абсолютный, - отвечает Ньютон. Это одна из основных тезисов «Начал». Динамическая задача заключается в том, чтобы, зная силу, определить движение, и наоборот - по величине движения определить силу. Она решается в абстрактной форме, применительно к двум тел.

При таком условии, когда абстрактно устранены все другие тела, движение можно отнести лишь к абстрактному пространства. Ньютон показывает, что при различных абсолютных ускорений меняется взаимное расположение тел и, следовательно, возникают их относительные движения, а когда ускорение всех тел одинаково, относительное движение не возникает. Относительное движение представляет собой разницу между абсолютными движениями.

Если к телу приложен силу, то его относительное движение может быть каким угодно, даже нулевым, в зависимости от движения тел отсчета. В частности, если к телу вовсе не прикладывается сила, оно может двигаться с любой скоростью относительно других тел. Поэтому можно сделать вывод об абсолютном характере движения лишь на основе наблюдения за относительными движениями. Мы можем наблюдать лишь относительные движения; абсолютное движение выявить невозможно, и с кинематической точки зрения он является недосягаемым для нашего воображения.

Зная ускорение тела, нельзя сделать вывод о прилагаемую к нему силу и установить, приложено эту силу к телу, или к системе отсчета. По мнению Ньютона, возможно только обратное: по силам, возникающих в системе, можно определить абсолютное ускорение этой системы. Если система приобретает абсолютного ускорения, то тела сопротивляются этому ускорению пропорционально своим массам. Ускорение тел относительно системы, которое возникает в результате инерции, может служить доказательством ее абсолютного движения. Если система вращается, то тела, находящиеся в ней, будут двигаться по инерции вдоль касательной и будут направлены в сторону от центра вращения. Это и есть проявления абсолютного движения. "Проявления, благодаря которым различаются абсолютный и относительный движения, оказываются в силах, направленных от оси вращательного движения, так как в сугубо относительном вращательном движении эти силы равны нулю".

Ньютоновские законы движения - это аксиомы, что однозначно связывают между собой измеряемые величины, причем величины, которые физически не являются тождественными. Первый закон движения утверждает: "Всякое тело будет находиться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не будет вынуждено менять это состояние через приложенные силы". Этот закон не является по форме уравнением, которое связывает величины, наблюдаемые. Однако он сводится именно к такому уравнения, если его рассматривать как отдельный, негативный случай второго закона. С этой точки зрения первый закон Ньютона сводится к утверждению, что нулевая сила соответствует нулевому ускорению.

Второй закон движения касается ускорения. "Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит в направлении той прямой, вдоль которой эта сила действует". Здесь Ньютон-еще не прибегает к понятию ускорения. Но согласно десятому леммой, ускорение пропорционально изменению килькости.руху.

Третий закон: "Действия всегда противостоит равная и противоположная ей противодействие, иначе говоря, действия тел друг на друга ривнопротилежни". С точки зрения Ньютона, действие и противодействие можно рассматривать и как силу, приложенную к телу, и как силу инерции этого тела. Если тело А толкает тело В, то для В влияние со стороны А есть приложенной силой, а сила инерции - фиктивной силой, которая якобы сопротивляется этому воздействию. Сила инерции В для А является реальной приложенной силой. Реальная сила, приложенная к телу, вызывает ускорение, фиктивная сила не приложена к телу и не вызывает ускорение этого тела.

От геометрического метода аналитической механики

В XVIII-XIX вв. многие физики и философы прибегали к серьезному анализу и пересмотру учение Ньютона о пространстве и времени. С тех пор, как основы классической механики "получили благодаря Ньютону своей завершенной формы, их значение продолжало оставаться предметом споров - по крайней мере до 1905 г.. Борьба разворачивалась на самых участках науки и жизни. Теория проверялась в экспедициях, в астрономических наблюдениях, в вычислениях математиков, обсуждалась в философских и научных дискуссиях, излагалась в учебниках и монографиях.

Там, где в Ньютона говорилось об абсолютном пространстве и времени, где он ссылался при этом на эксперименты, некоторые из его последователей заявляли, что они не нуждаются в таких гипотез и даже доходило до того, что они строили его другу аксиому к простому определения; поэтому разница между математикой и физикой как экспериментальной наукой сильно смещалась за счет последней, от которой было отделено так называемую чистую механику.

Другие, наоборот, настаивали на существенно экспериментальном характере этой аксиомы. Стороны, которые принимали участие в этих очень запутанных спорах, пытались привести многочисленные аргументы в поддержку своих точек зрения.

"Начала" Ньютона были изложены тяжелой геометрической языке. Доведение были громоздкие и сложные. В XVIII в. в механику проникают методы дифференциального и интегрального исчисления, не решился применить в своем основном труде один из создателей этих методов.

В XVIII в. происходили не только преобразования методов ньютоновской механики. Это век отмечен поисками общих принципов механики, эквивалентных законам Ньютона, или даже более общих, чем эти принципы. В результате этих поисков было открыто принципы возможных перемещений в статипи, принцип Даламбера и принцип наименьшего действия Мопертюи-Эйлера в динамике.

Принцип наименьшего действия

История этого принципа корнями Герона Александрийского, его утверждение о кратчайшее время распространения света, с помощью которого Герой обосновал закон отражения.

Ферма (1601-1665) применил этот принцип к преломления света и сформулировал закон преломления света, исходя из постулата: "Природа действует наиболее легкими и доступными путями".

Позже эту идею развил И. Бернулли (1667-1748). Он сопоставил принцип Ферма с предложенной им вариационной механической задачей о линии кратчайшего спуска тяжелой точки в поле тяжести (брахистохроны). Эту задачу Бернулли сформулировал следующим образом: "В вертикальной плоскости даны две точки А и В. Определить траекторию, двигаясь по которой под воздействием собственного веса, тело М, начав двигаться из точки А, достигнет другой точки В в кратчайшее время". В

принципе Ферма и в задаче о брахистохроны речь идет об установлении минимального значения интеграла "Я, - писал И. Бернулли, - открыл удивительное сходство между кривизной луча света в среде, постоянно меняется, и нашей брахистохрониою кривой". Так впервые было замечено оптико-механическую аналогию, сыгравшей важную роль в истории физики.

В дальнейшем эту идею развивал относительно Механики П. Мюпертюи (1698-1759). В статье "Закон покоя" (1740) он поставил цель вывести принцип равновесия системы тел и сформулировал его как экстремальный принцип для некоторой величины, которая получила название "суммы сил спокойствия".

Через четыре года спустя Мопертюи выступил со статьей "Согласование различных законов природы", в которой утверждал, что законы оптики является следствием "метафизического закона", который заключается в том, что "природа, реализуя свои действия, всегда прибегает к наиболее простых средств" и что принцип Ферма является принципом наименьшего действия. Свет, по мнению Мопертюи, выбирает путь, "в котором количество действия является наименьшим". При этом он объясняет, что следует понимать под "количеством действия". "Это действие, - утверждает Мопертюи, - зависит от скорости, с которой движется тело, и от пространства, которое преодолевает последнее, но она не является ни скоростью, ни пространством, взятыми отдельно. Количество действия тем больше, чем больше скорость тела, она пропорциональна сумме произведений отрезков на скорость, с которой тело преодолевает каждый из них ". Принцип Ферма-Мопертюи выражается в виде утверждения:

В современной редакции принцип Мопертюи утверждает: когда в природе происходит какое-то изменение, количество действия, необходимая для этого изменения, является наименьшей из возможных.

Источник: https://studbooks.net/7244/estestvoznanie/kontseptsii_sovremennogo_estestvoznaniya

Смотрите также:








ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы