ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние скорости движения тела на его ускорение из "Механика " В последние годы XIX в. Анри Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли и впервые исследовали новое физическое явление, получившее название радиоактивности. Явление радиоактивности состоит в том, что такие вещества, как уран, радий, торий и другие, подобные им, непрерывно испускают мощное излучение. В составе этого излучения имеются быстрые электроны и ядра атомов газа гелия. Это открытие положило начало созданию современных представлений о строении ядра атома, подготовило возникновение современной атомной энергетики, открыло новую страницу в развитии физики и современной техники. [c.109] Исследования особенностей поведения быстрых электронов, испускаемых при радиоактивном распаде урана, принесли и новые открытия в механике. Эти исследования обнаружили совершенно новое явление, неизвестное до тех пор. Оказалось, что ускорения, получаемые электроном, зависят не только от действия окружающих тел, но и от состояния движения самого электрона (от его скорости). [c.109] Такая важная зависимость была обнаружена при изучении траекторий дви ения электронов в постоянных магнитных и электрических полях. Магнитное поле искривляет траекторию движения электронов (рис. 2.12), сообщает им нормальные ускорения, которые могут быть заранее вычислены. Результаты расчетов хорошо совпадают с данными опыта только для тех случаев, когда скорости электронов не очень велики. Но электроны, выбрасываемые при радиоактивном распаде, имеют скорости свыше 150 ООО кмУс. Оказалось, что результаты расчетов для движений с такими большими скоростями не совпадают с результатами опыта. [c.109] Опыт показал, что при одном и том же действии магнитного Рис. 2.12. [c.109] Объяснение этим удивительным явлениям было дано Эйнштейном в теории относительности. Эйнштейн также показал, что такая зависимость ускорения от скорости движения является общей для тел любой природы. [c.110] Отметим также, что эта зависимость ускорений от скорости тела становится заметной при скоростях, близких к 300 ООО км/с. При таких движениях земных тел, с которыми будем иметь дело мы, эта зависимость практически не проявляется. Но, например, при создании современных ускорителей заряженных частиц эту зависимость необходимо учитывать. Приходится специально изменять режимы работы ускорителя, обеспечивать возрастание действия магнитных и электрических полей так, чтобы частицы могли разгоняться до скоростей, близких к 300 ООО км с. [c.110] До сих пор мы следили за особенностями движения только одного тела и выяснили, что может влиять на его движение. Опыт показал, что ускорение тела может возникнуть только в результате действия каких-либо других тел. Но мы оставили без внимания вопрос о том, что же будет происходить с этими другими телами во время их действия на наше пробное тело. [c.110] Рассмотрим несколько примеров. [c.110] Когда один из двух товарищей на катке будет пытаться толчком руки заставить двигаться другого, то сам обязательно будет откатываться назад (конечно, коньки у обоих должны стоять параллельно направлению толчка). При этом, кто бы из них ни толкал, ускорения и противоположно направленные скорости получат оба (рис. 2.13). [c.111] Подобный опыт можно-повторить и в комнате. Пусть два человека встанут на одинаковые тележки, которые могут легко двигаться по полу, и начнут перетягивать веревку. Кто бы из них ни выбирал веревку, двигаться навстречу друг другу будут оба участника опыта. Если при этом они имеют одинаковый вес, то тележки обязательно встретятся на середине первоначального расстояния между ними (рис. 2.14). [c.111] Эти примеры говорят о том, что все действия тел друг на друга являются двусторонними и носят характер взаимодействий. Нель- я обнаружить такого случая, чтобы какое-то тело действовало на другое и не испытывало бы при этом ответного действия. [c.111] Кроме того, последние два опыта позволяют высказать еще одно важное предположение о том, что действия тел друг на друга должны быть количественно равны. В этих опытах в результате взаимодействия одинаковых тел возникли движения с равными по модулю скоростями. [c.111] Правильность такого предположения подтверждают и другие опыты. [c.112] Два одинаковых упругих шарика lull подвешены рядом на нитях (рис. 2.16). Шарик I отклоняют и отпускают. При ударе он приводит в движение шарик //. После удара нить шарика // отклоняется на такой же угол, на какой была вначале отклонена нить шарика I. Шарик I после удара остановится. Затем все явление повторится в обратном порядке. [c.112] Между двумя одинаковыми тележками находится сжатая пружина (рис. 2.17). Если дать пружине возможность расправиться, то тележки под действием пружины приобретут равнйе, но противоположно направленные скорости и откатятся на одинаковые расстояния. [c.112] Если две одинаковые тележки с маленькими электрическими лебедками соединить нитью, то при работе лебедок тележки начнут двигаться навстречу друг другу. При этом они встретятся в точке, соответствующей середине начального расстояния между ними. [c.112] Другими словами, возникающие движения тележек будут одинаковы. Результат опыта всегда будет одним и тем же независимо от того, работает ли лебедка одной тележки или работают обе лебедки вместе. [c.113] Полученный нами результат составляет физическое содержание третьего закона Ньютона и лежит в основе всех механических расчетов. [c.113] Вернуться к основной статье