Предыдущий урок: Физика для чайников. Урок 2. Механика.
На прошлом уроке я рассказал, что такое механика. Самый простой раздел этой науки – кинематика. В нем изучается движение. С него и начнем. Но сначала анекдот:
«Пригласили ветеринара, статистика и физика, чтобы каждый за $100,000 в течение недели придумал способ для угадывания коня, который победит на скачках. Через неделю все трое приходят...
Ветеринар:
- Я разработал таблицу, по которой, зная физические данные коней, можно будет предсказать победителя.
Комиссия:
- Очень полезная информация...
Статистик:
- Я построил регрессию, по которой, зная предыдущие забеги, можно предсказать коня-победителя.
Комиссия:
- Очень полезная информация!
Физик:
- Мне нужно для работы еще два года и 1 млн. долларов - но к настоящему моменту я построил модель для победы сферического коня в вакууме.»
Итак, сферический конь в вакууме. В анекдоте в смешной форме объяснен один из принципов научного метода – идеализация и абстракция. Суть в том, что для изучения каких-либо явлений мы отметаем все лишнее и изучаем только значимые моменты. В частности, если мы изучаем движение как таковое, то мы можем абстрагировать от массы и размеров объекта. Например, мы знаем, что средняя скорость автомобиля, который выехал из города А в город Б 100 км/час. Между городами расстояние 200 км. Этого нам достаточно, чтобы вычислить, что автомобиль приедет в город Б через 2 часа. И ни масса ни его размеры нам не важны. Кстати, о размерах. Объект, размеры которого не важны, называется материальная точка. Еще одна абстракция из мира кинематики.
Далее, рассмотрим самый простой тип движения – прямолинейное движение. Давайте представим, что дорога из пункта А в пункт Б – абсолютно прямая. И бесконечная. А в пункте А у нас точка, которая имеет координату 0 – начало отчета. Для того, чтобы движение имело смысл, нужна точка начала координат. Потому что движение всегда относительна. Давайте представим сферического коня в вакууме. Причём, в бесконечном вакууме, где кроме этого коня ничего нет. Как вы думаете, сможем ли мы понять, куда он движется и движется ли вообще? А если два сферических коня в вакууме? Тогда один может быть точкой отчета и мы можем отслеживать движения второго относительно первого. Да, конечно, они могут двигаться оба. Но мы этого не можем узнать, по крайней мере до тех пор, пока у нас не появиться третий сферический конь и мы не начнем отслеживать первые два относительно него. Вы когда-нибудь ездили на поездах? Представьте, вы смотрите в окно на соседний поезд. И вдруг он начал двигаться. Но это точно соседний поезд поехал? Может быть это ваш поезд едет, а тот стоит. Вы не сможете это узнать, пока не посмотрите на шпалы. Если поехали вы, то вы увидите движение шпал в сторону противоположную направлению движения вашего поезда.
Итак, мы познакомились с основами понятиями конематки. Узнали, что такое относительность движения. В следующих статьях рассмотрим движение более подробно.
Следующий урок: Физика для чайников. Урок 4. Прямолинейное движение.