Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы с вами начали изучать взаимодействие тел и выяснили несколько важных фактов: оказывается, если на тело не действую другие тела или же действие этих сил скомпенсировано, то эти тела сохраняют свою скорость, причем, эта скорость может быть и нулевой. Давайте вспомним как называется состояние с нулевой скоростью? Состояние покоя. А если скорость постоянна, то поскольку это векторная величина, то она постоянна и по модулю т.е и по численному значению и по направлению. Значит, если тело движется с постоянной, не нулевой, скоростью, то оно движется равномерно и прямолинейно. И так, первый факт, который установил Галилей, кстати, Исаак Ньютон в дальнейшем развил это учение, мы его учение будем изучать в дальнейшем очень подробно...Галилей установил, что если на тело не действую другие тела или действие этих тел скомпенсировано, то тело будет сохранять свою скорость т.е сохранять состояние покоя, либо равномерного прямолинейного движения. Это явление называется инерцией и то, что мы сейчас сформулировали называют законом инерции. Второе, что мы с вами выяснили, на предыдущей лекции, то, что не существует действия, существует только взаимодействие. Т.е, если одно тело действует на другое, то другое тело обязательно действует на первое тело. Мы притягиваемся к Земле - Земля действует на нас, оказывается, что и Земля действует на нас и мы действуем на Землю, происходит взаимодействие. Давайте приведем шуточный пример из школьных будней, например, если в коридоре столкнуться лбами два первоклассника, то шишка на лбу выскочит у обоих, хотя при этом, один мог стоять, а другой бежать при этом. И третье, что мы с вами выяснили, оказывается не возможно мгновенно изменить скорость тела. Чтобы скорость тела изменилась нужно некоторое время и количество этого времени зависит от того на сколько сильно мы будем действовать на тело. И это свойство тел мы назвали инертностью. У разных тел инертность разная. Мы с вами делали такой опыт: когда тележки были одинаковые и мы заставляли их взаимодействовать они разъезжались с одинаковой скоростью, а когда одну из тележек мы нагружали гирькой, то оказалось, что та тележка, которая была нагруженной она двигалась медленнее, а та которая была не нагружена двигалась быстрее т.е ее скорость изменилась сильнее. Значит у разных тел инертность разная и мы сформулировали в конце прошлой лекции, что у тела может быть инертность больше или меньше, то можно ввести физическую величину, которая характеризует это свойство тела, и вот об этой физической величине и о том как ее можно измерить мы будем говорить сегодня и на ближайших лекциях. Эта величина называется - масса.
Приведенное в видеоролике отношение связано со свойством самих тел. Оно не связано с тем, каким образом эти два тела взаимодействовали друг с другом. Приведенное в ролике отношение зависит, только от одного тела или от обоих тел? Мы выяснил, что если скорость первого тела больше, чем скорость второго тела - это значит, что инертность второго тела меньше
А теперь давайте вот о чем поговорим...мы можем сравнивать массы тел сравнивая скорости, которые приобрели эти тела в процессе взаимодействия. Надо заставить их взаимодействовать друг с другом и тогда мы сможем найти соотношения между массами этих тел.
В видеоролике выше мы вывели формулу по определению массы тела. Только вот один вопрос: как определить массу первого тела? Откуда узнать массу первого тела. Для этого, наверное, нужно какое-то третье тело. Тогда, чтобы найти массу первого тела необходимо взять какое-то третье тело, заставляете его взаимодействовать с первым телом, но мы опять приходим к такой же формуле. Значит что нужно сделать? Где взять тело известной массы, чтобы потом опираясь на массу этого тела находить массы остальных тел. Для того, чтобы мы могли измерять массу всех на свете тел нужно знать массу одного единственного тела. Где его взять? Это тело надо назначить. Надо договориться. Вот это тело будет иметь массу, которую мы примем за единицу. Как называется это тело если его масса по соглашению принята за единицу? Это тело называется - эталон массы. Значит нужно ввести эталон массы. Откуда его взять? Сделать и договориться, что масса этого тела (эталона) равна единицы.
Однако, недавно произошла революция в метрологии. Оказывается, помните, что я вам говорил, что эталон длинны можно выбросить, потому что есть эталон скорости и это естественный эталон. Скорость света в вакууме является эталоном. Следовательно, если у вас есть эталон времени, то вы можете и отмерить длину, зная скорость. Так вот была реализована аналогичная идея с массой. Придумали устройство, которое позволяет восстановить эталон массы по другим видам взаимодействия, в частности, по электромагнитному взаимодействию. Оказывается существует физическая величина, которая в таблице физических величин стоит последней, потому что она изучается одной из последних в школьном курсе физике и называется она постоянная Планка. Если постоянной Планка присвоить точное значение, а это было сделано, то с помощью особых весов, которые называются баланс Киббла и с помощью этих весов можно воспроизвести один килограмм. Это современное понимание того, что такое один килограмм. Мы же с вами будем считать, что один килограмм - это масса эталона, представленного в видеоролике выше, расположенного в международном бюро мер и весов во Франции в городе Севр. Таким образом, 1 килограмм - это масса эталона.
И если вы хотите взвесить любое тело, то возможно воспользоваться вот таким приемом. В приведенной выше формуле в качестве массы первого тела взять эталон и заставить его взаимодействовать с интересующим вас телом, которое вы хотите взвесить (взвешивание - это определение массы) и посмотреть отношение скоростей эталона и вашего тела после взаимодействия...
Конечно же, если вы хотите приобрести килограмм абрикос, то вы не будете идти на базар с эталоном из Севра. Вы воспользуетесь другим каким-то методом. Эти методы мы с вами будем обсуждать...но важна сама идея, если существует способ измерения, какой-то физической величины, то только тогда эта физическая величина имеет право на существование. Существуют и другие способы измерения массы, но все эти способы основаны на сравнении масс двух тел. На рычажных весах мы сравниваем массу тела с копией эталона. Копия эталона - это гири. Существуют гири весом, как и эталон - 1 кг, а есть гири, которые позволяют взвешивать тела массой пропорционально меньше или больше, чем килограммовая гиря.
Каждый из нас обладает массой, вот представьте себе, что вы в начале учебного года имели массу сорок килограмм, а концу учебного года ваша масса стала составлять тридцать восемь килограмм. Чему равно изменение массы? Конечное значение - 38 килограмм, начальное 40 килограмм. Получается минус два килограмма. Т.е если вы похудели, то изменение вашей массы минус два килограмма - оно отрицательно. Поправились - наоборот, летом вы хорошо отдохнули, например, ваша масса стала 42 килограмма, а весной была 38 килограмм. Чему тогда равно изменение массы? Плюс четыре килограмма. Поскольку начальное значение скорости тел в нашем опыте было нулевым, то в формуле изменения скорости слагаемого начальной скорости нет. Поэтому изменение скорости это тоже самое, что изменение конечной скорости, но на самом деле здесь должно стоять изменение скорости. Поэтому в окончательном варианте...
Взятое со знаком минус отношение изменения скоростей тел после взаимодействия равно обратному отношению масс этих тел. Это очень важный закон, в дальнейшем мы запишем его еще более строго: "называется основной экспериментальный закон динамики". Он позволяет описать изменение скоростей тел после взаимодействий, если известны массы тел. А формула, представленная в предыдущем видеоролике говорит нам о том, как можно измерить массу тела. Масса тела равняется произведению массы эталона на отношение изменения скоростей эталона и тела после их взаимодействия. Как это работает?
Давайте подведем итог этой лекции. Мы с вами повторили понятие из предыдущей лекции инерция и сформулировали в достаточно свободной форме закон инерции. Также повторили понятие инертности и установили что разница между инертностью двух тел можно охарактеризовать численной величиной называемой массой. Связали между собой понятия скорости и инертности, а также сравнения инертности и массы двух тел в зависимости от скорости их взаимодействия. Ввели определение и формулу массы тела. Узнали, что массу тела можно найти по известному фиксированному значению другого тела, называемого эталоном. Поговорили об эталоне массы и ввели численную величину характеризующую массу - килограмм. Описали методы определения массы при выполнении повседневных задач без участия эталона. Привели расчет определения массы любого тела, через известную массу другого тела и скоростей взаимодействия эталона и измеряемого тела. Вывели формулу отношения скоростей и масс двух тел и в конце лекции решили задачу на столкновение двух катящихся шаров.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.