Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Ну что ж на прошлой лекции мы с вами выяснили, что если тела взаимодействуют, то их скорости изменяются, т.е они движутся в процессе взаимодействия с ускорением. Не бывает, просто, действия одного тела на другое. Если первое тело действует на второе, то второе тело обязательно действует на первое в течении такого же самого времени, т е происходит их взаимодействие и многочисленные опыты показали, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны, а отношение модулей ускорений равно обратному отношению масс этих тел. Т.е у нас появилась новая физическая величина - масса, которая является, как говорят физики, мерой инертности. Т.е эта величина характеризует во сколько раз больше инертность тела, во столько раз и больше его масса, а выяснить у какого из тел инертность, т.е масса больше мы можем воспользоваться выведенным в конце прошлой лекции соотношением: основного экспериментального закона динамики. Ведь если у нас появилась какая-то физическая величина, то мы должны обязательно указать хотя бы один способ измерения этой физической величины. Пусть не самый удобный, но обязательно хотя бы один способ должен быть и этот способ содержится в указанном нами выше законе...
И так мы выяснили, что можно вычислить массу одного из взаимодействующих тел с помощью основного экспериментального закона, но как уже было сказано в ролике выше, нам необходимо знать массу первого тела, для вычисления массы второго и здесь необходимо некое соглашение о том, что необходимо взять какое-то тело, которое будут тщательно хранить и объявить его массу известной и, конечно, удобней всего объявить массу равной единицы и мы получим тело, которое будет называться эталоном. Т.е формулу основного экспериментального закона динамики мы сможем использовать, если мы договоримся, что масса первого тела равна эталонной массе - единице. И в эталонной системе единиц единицей массы является килограмм. Под Парижем в городе Севр в палате мер и весов тщательно храниться такой эталон килограмма...цилиндр, выполненный из платиноиридиевого сплава, высотой и диаметром примерно около 39 мм, который хранится под тремя колпаками внутри которых откачан воздух и его достают раз в 50 лет, чтобы им воспользоваться. Конечно, с него изготовлены копии, которые являются национальными эталонами в разных странах. Например, в России аналогом Французской палаты мер и весов являлась главная палата мер и весов Российской империи, преобразованная во времена Советского Союзп во Всероссийский НИИ метрологии имени Д.И. Мендлеева. И таких копий эталонов несколько десятков, которые являются предметом хранителей единицы массы - хранителем килограмма. И тогда формулу основного экспериментального закона можно преобразовать следующим образом с учетом уже известного нам эталона...
Ну а теперь мы можем сформулировать, что же такое масса.
Масса тела - это физическая величина, которая является мерой инертности тела и численно равна отношению модуля ускорения эталона к модулю ускорения тела при его взаимодействии с эталоном.
И так, в принципе, мы можем измерять массу приведенным выше способом, но на практике никто этого делать не будет, хотя, в некоторых ситуациях эта идея используется. Она используется не в повседневной жизни, она используется в крайних ситуациях. В макромире мы ее не используем, а вот в мега и микромире этот метод используется, например, в астрономии. Оказывается, что зная массу Земли можно определить массу Луны. Это соотношение используют астрономы. Можно массу Земли определить, зная массу Солнца. И в микромире в процессе взаимодействия различных элементарных частиц. Ускорение, если говорить об этих вещах связаны с массами этих частиц. Т.е этими соотношениями так же можно пользоваться и при взаимодействии частиц в микромире - при взаимодействии элементарных частиц.
Ну что ж мы выяснили с Вами, что массу можно измерить и движемся дальше... И так при взаимодействии меняются скорости взаимодействующих тел. Например, если убрать Землю, то под действием пружины на которой подвешен неподвижный шар, шар начнет двигаться вверх с ускорением, в результате взаимодействия пружины и крепления штатива на котором эта пружина подвешена. Два тела - два шара сталкиваясь тоже изменяют свои скорости и, в принципе, можно попытаться описать изменение скорости одного тела под действием другого тела. Можно изучать взаимодействие одного тела с различными телами, но на самом деле оказывается, что этого делать не нужно. На самом деле природа устроена немного проще...и давайте в этом убедимся в ролике ниже...
Давайте еще раз запишем, что такое сила.
Сила - это физическая величина характеризующая действие одного тела на другое.
И сформулируем закон Ньютона и чему равен один Ньютон.
Второй закон Ньютона - сила действующая на тело равна произведению массы тела на ускорение сообщаемое этой силой.
1 Ньютон - это сила сообщающая телу массой 1 килограмм ускорение в один метр в секунду за секунду.
Но стоит сделать некоторое замечание, что выведенная нами формула нам практически ничего не может дать полезного. Почему? Как вы думаете? Векторная форма? Нет. Векторная форма нам говорит о том, что мы можем найти и направление и модуль ускорения, но она идеализирована. Она предполагает, что на тело действует сколько сил? Одна единственная. А так никогда не бывает в жизни. Каждое тело взаимодействует не с один телом, а с множеством различных тел. Поэтому давайте подумаем как будет выглядеть этот закон, если на тело действую несколько сил? Оказывается, что если на тело действуют несколько сил, то их всех можно заменить одной силой и до этого не трудно догадаться. Такой силой, которая вызывает точно такое же ускорение тела, как и одна сила и эта сила называется равнодействующей. Давайте сформулируем строгое определение равнодействующей силы.
Равнодействующая сила нескольких сил - это сила, сообщающая телу такое же ускорение как эти несколько одновременно действующих сил.
Поэтому, если мы можем найти равнодействующую, то мы можем пользоваться вторым законом Ньютона в векторной форме, но тогда встает вопрос, а как найти эту равнодействующую? Оказывается, для того, чтобы найти равнодействующую нескольких сил нужно, просто, сложить все эти силы векторно.
Ну а теперь давайте сформулируем закон Ньютона в полной форме с учетом равнодействующей силы....прежде еще раз повторим его в первоначальном виде.
Первый закон Ньютона - существуют такие системы отсчета, в которых на тело, если не действуют другие тела или их действие скомпенсировано тело сохраняет состояние покоя для равномерного прямолинейного движения.
...а теперь давайте введем понятие равнодействующей... и тогда первый закон Ньютона можно переформулировать так...
Первый закон Ньютона в полной формулировке - существуют такие системы отсчета, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если равнодействующая всех сил действующих на него равна нулю.
И так мы записали одну из формулировок закона инерции. А как называются такие системы отсчета? Правильно, такие системы отсчета называются инерциальными системами отсчета. А на следующей лекции мы продолжим говорить на эту тему.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.