ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сила и движение (первый закон Ньютона) из "Механика Изд.3 " Как уже было сказано (см. 13), под силой мы понимаем физическую причину, изменяющую состояние движения и возникающую в результате взаимодействия тел. Теперь, после рассмотрения условия равновесия сил ( 15), можно уточнить определение силы сила — физическая величина, характеризующая взаимодействие по крайней мере двух тел, определяющая изменение состояния движения тела, или изменение формы тела, или то и другое вместе. Механическое взаимодействие между одним телом и остальными или воздействие остальных на данное тело теперь могут быть определены при помощи сил, с которыми все остальные тела действуют на данное. [c.58] Мы знаем, как измерить и определить силу в статике, но не знаем, как связана эта сила (ее величина и направление) с изменением движения тела, с изменением состояния движения, — это и представляет основную задачу динамики. [c.59] Прежде чем перейти к рассмотрению этой задачи, заметим, что заранее нам не известно, что сила, измеренная динамометром (или весами), будет как-то влиять на движение тела. Только опыты с измерениями сил динамометрами при движении тел убеждают нас в существовании определенной закономерной связи между силами, действующими на тело, и его движением. [c.59] Основная задача динамики — раскрыть закономерность связи между силами и движением — была решена в полной мере впервые Ньютоном на основании упомянутого в 12 закона инерции Галилея. Этот закон называется первым законом Ньютона и формулируется так всякое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока приложенные силы не вызовут изменения этого состояния. [c.59] В первом законе Ньютона, прежде всего, имеется утверждение, что покой и равномерное и прямолинейное движение тела — одно и то же механическое состояние тела. Затем в нем дана оценка действия силы только сила может изменить состояние покоя и равномерного прямолинейного движения тела. В отсутствие сил, в отсутствие внешних воздействий тело движется по прямой с постоянной скоростью. [c.59] Это на первый взгляд кажется странным, потому что не всегда заранее известны все силы, действующие на тело. Например, вагон поезда движется прямолинейно и равномерно, следовательно, все силы, приложенные к вагону, в сумме равны нулю. Действительно, сила, тянущая вагон вперед, в этом случае в точности равна силе, тянущей вагон назад. Нас сейчас пока не интересует, что тянущая сила приложена со стороны идущего впереди вагона, а сила, тянущая назад, состоит из силы сопротивления воздуха, силы трения колес и т. д. Но в сумме силы, тянущие вперед и назад, равны Нулю, так как тело движется прямолинейно и равномерно. Этот вывод сделан на основании первого закона динамики. [c.59] ПОСТОЯННОЙ, что находится в полном согласии с результатом наблюдений. [c.60] Иногда говорят, что при равномерном и прямолинейном движении те.ю движется по инерции. Это не следует понимать так, что тело движется вследствие инерции. Для того чтобы тело сохраняло состояние прямолинейного и равномерного движения, не нужно никаких причин. Равномерное и прямолинейное движение тела (движение по инерции) и покой — это естественные состояния всякого тела, освобожденного от внешних воздействий или находящегося под действием таких внешних сил, сумма которых равна нулю. Силы, действующие на равномерно и прямолинейно движущийся вагон, равны нулю, и поэтому вагон продолжает свое движение, движение по инерции. Подчеркнем, что здесь всюду идет речь о силах, действующих на тело в данный момент, здесь мы совсем не рассматриваем тех сил, которые когда-то действовали на вагон и привели его в состояние равномерного Движения. [c.60] Движение по инерции — свойство всех материальных тел, — еще так можно формулировать закон Галилея — Ньютона. Инерция тела — не причина его движения, а его свойство. [c.60] Галилей говорит Степень скорости, обнаруживаемая телом 1), ненарушимо лежит в самой его природе, в то время как причины ускорения или замедления являются внешними... (курсив наш. —С. С.) (Г. Галилей, Избр. труды, т. 2, Беседы , Наука , 1964, стр. 282). [c.60] Интересно проследить пути, которыми Галилей пришел к открытию закона инерции. Он опроверг ложное мнение Аристотеля, господствовавшее в современной ему науке, что тяжелые тела должны падать быстрее, чем легкие. На основании своих исследований Галилей нашел опытным путем законы падения тел в воздухе, он изучил движение тел по наклонной плоскости и пришел к выводу, что в отсутствие сопротивления воздуха все тела должны падать одинаково. [c.60] Справедливость анализа результата своих опытов Галилей подтверждал еще следующим рассуждением. Допустим, что в согласии с положением Аристотеля тяжелое тело А падает быстрее легкого В (рис. 38). Теперь соединим, свяжем оба тела нитью, в результате получится более тяжелое тело, которое должно падать быстрее тела А но ведь легкое тело В само по себе должно падать медленнее, следовательно, при падении связанного тела тело В должно отставать и нить должна быть натянута. Сила натяжения нити Г, таким образом, будет тянуть тело А вверх, а тело В — вниз. Тело А при наличии дополнительной силы, действующей на это тело вверх, увеличит скорость своего падения вниз. Этого не может быть и по положению Аристотеля, которое мы допускали правильным. Следовательно, положение Аристотеля неверно. [c.60] Вернуться к основной статье