Физико-механические Ньютона

К таким системам относится Международная система единиц измерения физических величин (СИ), в которой основными единицами измерения механических величин являются метр (м), килограмм массы (кг) и секунда (с). Единицей же измерения силы является производная единица — 1 ньютон (Н) 1 Н — это сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение 1 м/с (1Н = 1 кг-м/с ). О том, что собой представляют 1 м, 1 кг и 1 с, известно из курса физики. Международная система единиц (СИ) введена в СССР как предпочтительная с 1961 г. и в данном курсе мы пользуемся ею. [c.184]

Первый закон Ньютона опровергнул традиционное схоластическое представление, основанное на физике Аристотеля, о том, что естественным состоянием материи является состояние покоя (с взглядами Аристотеля связано представление о так называемой косности материи). Из содержания первого закона Ньютона видно, что изолированная материальная точка сама по себе не может изменить свое равномерное прямолинейное движение. Наличие изменения движения точки заставляет ввести в механику понятие механической силы. Свойство материальных систем сохранять состояние движения мы будем далее называть свойством инертности. [c.218]

Повседневный опыт говорит о наличии механического взаимодействия между материальными телами и их взаимодействия с физическими полями. При этом даже такое простейшее взаимодействие двух тел, как прямой контакт между ними, имеет далеко не простую природу и до сих пор привлекает внимание физиков. В частности, это относится к явлению трения между поверхностями соприкасающихся тел. Еще более сложны явления взаимодействия тел с физическими полями. До сих пор не существует общепризнанной теории тяготения, которая объяснила бы физическую природу этого явления. Между тем так называемый четвертый закон Ньютона о всемирном тяготении имеет простое количественное выражение, которым широко пользуются. [c.12]

В книге, посвященной физическим основам механики, т. е. рассматривающей механику как раздел физики, должны быть изложены вопросы о механическом движении тел, независимо от того, в каком из разделов физики эти вопросы возникают. Вопросы механического движения, возникающие в различных разделах физики, нет никаких оснований относить не к механике, а к этим разделам физики, если эти вопросы таковы, что по своему существу они могут быть рассмотрены в рамках механики, т. е. для их решения не требуется применять никаких других законов, кроме законов механики. Эти законы позволяют определить движение тел, если известны действующие на тела силы. Происхождение этих сил, механизм их возникновения, для определения движения тел не имеет значения. Необходимо лишь располагать независимым (т. е. не опирающимся на самые законы движения) способом измерения сил, обеспечивающим возможность измерить или рассчитать силы, действующие в каждом конкретном случае. Тогда, пользуясь законами Ньютона (или следствиями из них), можно найти движение тела, т. е. решить задачу механики. [c.7]

Возможны, однако, и другие обобщения классической механики, порождаемые более тонкой аналогией. Мы видели, что принцип Гамильтона дает возможность компактно и инвариантно сформулировать уравнения механического движения. Подобная возможность имеется, однако, не только в механике. Почти во всех областях физики можно сформулировать вариационные принципы, позволяющие получить уравнения движения , будь то уравнения Ньютона, уравнения Максвелла или уравнения Шредингера. Если подобные вариационные принципы положить в основу соответствующих областей физики, то все такие области будут обладать в известной степени структурной аналогией. И если результаты экспериментов указывают на необходимость изменения физического содержания той или иной теории, то эта аналогия часто показывает, как следует произвести подобные изменения в других областях. Так, например, эксперименты, выполненные в начале этого века, указали на то, что как электромагнитное излучение, так и элементарные частицы обладают квантовой природой. Однако методы квантования были сначала развиты для механики элементарных частиц, описываемой классическими уравнениями Лагранжа. Если электромагнитное поле описывать с помощью лагранжиана и вариационного принципа Гамильтона, то методами квантования элементарных частиц можно будет воспользоваться для построения квантовой электродинамики (см. 11.5). [c.60]

В классической физике выявились глубокие противоречия. Согласно теории Фарадея — Максвелла, все электромагнитные явления, в том числе и световые, объясняются свойствами всепроникающего неподвижного эфира и его взаимодействием с веществом. Теория близкодействия Фарадея — Максвелла противоречила теории дальнодействия Ньютона, согласно которой взаимодействие распространяется с бесконечной скоростью. Не удавалось построение и самой модели эфира. С одной стороны, эфир должен быть твердым телом, поскольку электромагнитные волны поперечны, а с другой стороны, вещественные тела должны беспрепятственно двигаться через этот твердый эфир. Наконец, принцип относительности Галилея, бесспорный для механических явлений, утверждает, что невозможно установить, движется ли тело равномерно-поступательно или находится в покое, т. е. что понятие абсолютного движения лишено физического смысла. Однако, если эфир неподвижен, то можно говорить об абсолютном движении тела, понимая под этим движение тела относительно неподвижного эфира, и определить скорость этого движения экспериментально. Если электромагнитные и световые волны суть волны эфира, то скорость их распространения относительно эфира будет всегда одна и та же, независимо от движения источника или приемника. Но для движущегося наблюдателя (приемника) эта скорость будет иная, зависящая от скорости наблюдателя относительно эфира. [c.347]

Изучение свойств тел является необходимым и важным шагом в познании окружающего нас мира, свойств материи вообще. Оно составляет содержание второго основного направления современной физики. Кроме того, без знания механических свойств тел нельзя продвинуться вперед в решении основных задач механики. Действительно, обратная задача динамики состоит в том, чтобы по известным силам рассчитать механические движения. Силы же не могут быть получены из законов Ньютона. Для понимания природы сил необходимо изучение механических свойств тел, рассмотрение движений, которые могут происходить внутри тел. [c.143]

Б.С. Механические задачи можно решать механическим путем, потому что в основе лежат законы Ньютона. Николай Егорович был теоретическим механиком, то есть физико-механиком. Очевидно, Вы недостаточно точно, отчетливо представляете себе классификацию пауки. [c.271]

Мышление физика и механика несколько отличаются. Физику свойственно делать гипотезы и модели по ходу изучения явления или процесса. Классическая механика, или механика Галилея-Ньютона, подобно геометрии отправляется от системы определений и аксиом, заранее формулируя закономерности поведения моделей реальных тел и особенности их взаимодействия. Тем самым классическая механика, в отличие от остальной физики, не изучает непосредственно действительный мир природы и творений человека. Она исследует свой собственный воображаемый мир механических движений идеализированных тел. Мир, который является лишь слепком, снимком, отображением или, как теперь принято говорить, моделью, т.е. приближенным описанием всего того, что суш ествует и движется на самом деле и в далеких галактиках, и на Земле, и в промышленности, и на опытных стендах инженеров, и в лабораториях ученых. [c.27]

В большинстве учебников по электротехнике и в ряде учебников физики применяется система электрических единиц, называемая рационализированной системой МКС. Эта система представляет собой раздел электромагнитных единиц системы СИ. В нее входят механические единицы, из которых основными являются метр, килограмм и секунда. Единица силы в системе СИ называется ньютоном и представляет собой силу, которая сообщает массе в один килограмм ускоре- [c.512]

Эффективное развитие теоретических направлений в физике стало возможным лишь после того, как в сознании исследователей утвердилась рациональная классификация физических явлений по определенным разделам, когда физики научились вьщелять для данной фуппы систем те характерные типы движений, которые в данном классе явлений доминируют над другими (что позволяет в нулевом приближении этими другими просто пренебречь). Если такой подход удается реализовать, то проявляется некоторая идеализированная замкнутая теоретическая схема описания определенного класса физических явлений. Естественно, что результаты такого теоретического описания по отношению к реальным процессам имеют в некотором смысле характер предельных. Исторически первым примером теории такого типа явилась теоретическая механика — образец построения логически замкнутой теории механического движения материи. Так как эта теория в известной мере стала образцом при построении других физических теорий уже с другой аксиоматикой, то в определенном смысле могут быть правы и те, кто считает Ньютона родоначальником не только классической механики, но и теоретической физики вообще. [c.13]

Это обстоятельство может служить замечательной иллюстрацией интуитивной консервативности человеческого мышления. Более двух с половиной веков, от времен Ньютона до конца прошлого столетия, механика рассматривалась как прямая и единственная основа всей физики. Под словами понять или объяснить какое-либо физическое явление имели в виду построение его механической модели, причем выражение модель понималось буквально, в смысле какой-либо реальной конструкции из предметов, подчиняющихся законам классической механики. Так для объяснения распространения световых волн была придумана специальная заполняющая все пространство упругая среда — мировой эфир , — в котором световые колебания распространялись так же, как звук в твердых телах. Создатель современной электродинамики Максвелл потратил немало сил на попытки так оборудовать эту среду, чтобы она описывалась бы выведенными им уравнениями дело доходило до напоминающих часовой механизм моделей с колесами и зубчатыми передачами. Только к концу прошлого века физикам пришлось примириться с тем, что новые области физических явлений — тогда в первую очередь шла речь об электродинамике — принципиально несводимы к механике. В связи с этим место реальных механических моделей начали занимать в физике модели математические, от которых уже требовалось не конструкционное тождество с объектом, а только математически аналогичное описание — н что же, в качестве материала для построения таких моделей мы опять используем механические уравнения [c.11]

В механике под силой понимается мера механического взаимодействия тел. Ничего более конкретного о силе мы сказать не можем. Тем не менее мы воспринимаем ее непосредственно своими органами чувств, и это делает ее понятной каждому, независимо от образовательного ценза и научной квалификации. Также и любая форма механического движения воспринимается нами как попятная, если только вскрыты и определены силы взаимодействия, присущие этому движению. Пока Ньютон не сформулировал закон всемирного тяготения, движение небесных тел оставалось необъяснимым феноменом. Но лишь только была указана сила тяготения, все стало на свои места в той мере, в какой это удовлетворяет нас — механиков, хотя, заметим, физическая природа самой гравитации до сих пор так и остается одной из проблем современной физики. [c.17]

Неизменность формулировок законов Ньютона в локально инерциальных системах координат означает, что принцип относительности Галилея может быть распространен и на эти системы координат. В физике принцип относительности Галилея, распространенный на локально инерциальные снстемы координат, обобщается на все физические процессы и явления. В таком обобщенном виде данный принцип получил название принципа относительности Эйнштейна. Согласно этому принципу не только механические, но и все физические процессы и явления протекают совершенно одинаково как в инерциальных, так и в локально инерциальных системах координат. [c.533]

Д. В. Грилицкий, Р. Д. Кульчицкий-Жигайло приняли [22], что в условиях предыдущей задачи вне площадки контакта между поверхностями соприкасающихся тел и внешней средой осуществляется теплообмен по закону Ньютона, а тепловой контакт между телами является неидеальным. Последнее предположение привело к качественно новому результату. Именно, если тела, составляющие пару трения, изготовлены из материалов с различными физико-механическими свойствами, то в области контакта имеет место скачок температуры, который уменьшается с ростом коэффициента контактной термопроводимости. Кроме того, при неограниченном увеличении прижимающей силы Р установлено существование предельной (критической) величины радиуса зоны контакта, определяе- [c.478]

Интенсивность теплообмена между средой и телом зависит от сложных физико-механических процессов, протекающих у границы раздела. Их можно достаточио точно описать прощеиной формулой теплоотдачи, предложенной Ньютоном количество тепла dQ, отдаваемое или воспринимаемое элементом поверхности твердого тела йР за время йх, пропорционально разности температур поверхности и окружающей среды Гу, величине с1Р и промежутку времени <1х, т. е. [c.27]

Для изучения поступательного движения твердого тела вводится понятие материальной точки [1]. Это позволяет сделать динамику материальной точки физически ощутимой, облегчает анализ упражнений и сопоставление с опытными данными аксиоматически вводимых принципа относительности Галилея, принципа детерминированности и законов Ньютона. Анализируются ограничения на форму законов механики и физики, следующие из принципов относительности и детерминированности [5, 67]. Ставятся основные задачи механики. Выявляются преимущества различных систем криволинейных координат для описания движения точки. Доказываются основные теоремы механики и сообщаются основные приемы, применяемые для исследования движения. Как основа качественного анализа поведения механических объектов подробно изучаются фазовые портреты осцилляторов. На их примере демонстрируется влияние потенциальных и диссипативных сил, а также резонансные явления различных типов [37]. Изучается динамика материальной точки, стесненной связями [61]. [c.11]

Принцип устойчивости требовался в основных космогонических задачах Лагранжем, Лапласом, Пуассоном, Пуанкаре, Ляпуновым. Наиболее широкое употребление он получил через применение теоремы Лагранжа об устойчивости равновесия при существованни силовой функции для описания развития равновесий медленно изменяющихся механических систем. Основные законы физики, как-то законы Гука, энтропии, закон всемирного тяготения Ньютона, сила Лоренца — удовлетворяют необходимым условиям принципа устойчивости ). [c.247]

ГОСТ 7664-61 устанавливает три изучаемые в курсах физики системы механических единиц измерения, различающиеся основными единицами МКС с единицами м, кг, сек МКГСС с единицами м, кгс (кГ), сек и СГС с единицами см, г, сек. Первая из них вошла как часть в СИ и рекомендуется как предпочтительная. Эта система последовательно используется в настоящей книге. В связи с этим необходимо обратить внимание на измерение количества вещества, часто встречающееся в расчетах. Как известно из курса физики, количество вещества в теле измеряется его массой,, (в состоянии покоя) и при пользовании системой МКС выражается в кг. Прибором для определения массы тела служат рычажные весы, исключающие влияние географической широты и высоты места взвешивания, что и соответствует понятию массы. Отсюда такие величины, как количество пара в котле, металла в каком-либо агрегате, производительность котла, вентилятора, расход топлива, пара — все эти величины измеряются массой тел, участвующих в изучаемом явлении, и выражаются в кг. Другое понятие вес , которым широко и неточно пользуются в технических расчетах для измерения количества вещества, здесь будет применяться только для определения силы, действующей на опору (площадку) в силу этого понятие еес лучше заменить более правильным — сила тяжести в системе МКС последняя, как известно, измеряется в ньютонах и вычисляется как произведение массы на ускорение силы тяжести в данном месте (второй закон Ньютона) или определяется при помощи пружинных весов, что менее точно. Единица силы системы МКГСС — кгс (кГ) здесь будет использоваться только в допускаемых ГОСТ внесистемных единицах. [c.19]

Ньютон (1642—1727). На основе более ранних исследований Леонардо да Винчи и Галилея Ньютоном были сформулированы основные уравнения движения. Были введены такие фундаментальные понятия, как импульс и действующая сила. Ньютонов закон движения решил задачу о движении изолированной частицы. Он мог также рассматриваться как общее решение задачи о движении, если только согласиться разбивать любую совокупность масс на изолированные частицы. Возникла, однако, трудность, связанная с тем, что не всегда были известны действующие силы. Эта трудность была частично преодолена с помощью третьего закона Ньютона, провозгласившего принцип равенства действия и противодействия. Это исключило неизвестные силы в случае движения твердого тела, однако движение механических систем с более сложными кинематическими условиями не всегда поддавалось ньютонову анализу. Последователи Ньютона считали законы Ньютона абсолютными и универсальными законами природы, интерпретируя их с таким догматизмом, к которому их создатель никогда бы не присоединился. Это догматическое почитание ньютоновой механики частиц помешало физикам отнестись без предубеждения к аналитическим принципам, появившимся в течение XVHI века благодаря работам ведущих французских математиков этого периода. Даже великий вклад Гамильтона в механику не был оценен современниками из-за преобладающего влияния ньютоновой формы механики. [c.387]

Переходя к Ньютону, мы меняем воздух эпохи — очень многое отличает Англию от континента Европы. Продолжая дело Галилея и Декарта, Ньютон не только искал решения определенных механических и физических проблем — заодно он ставил перед собою и решал проблемы философские и теологические. В Англии того времени, когда Ньютон вступал в науку, и в последующие десятилетия взаимоотношение религии и науки было жгучей проблемой. Английская буржуазная революция XVII в. говорила языком библии, обличая распущенность нравов и скрытое или явное безбожие своих противников — аристократов и королевского двора. Но буржуа — пуритане знали цену знаниям, особенно таким, на применение которых можно было рассчитывать. Поэтому их идеологи в равной мере были озабочены и тем, чтобы науки развивались и приносили пользу, и тем, чтобы новая механика и новая физика не вели к атеизму. Как видно из сохранившегося архива Ньютона, он не был исключением — теологические проблемы занимали его в течение всей жизни не менее, чем научные. Но согласованием своих научных открытий и взглядов с религиозными учениями Ньютон ни в своих лекциях, [c.112]

Наиболее характерными чертами рассмотренного развития взаимосвязи симметрия—сохранение от Лагранжа до начала XX в. были следующие 1) развитие это происходило, главным образом, в рамках механики, что было вполне естественно, так как именно механика оставалась теоретической основой физики, по крайней мере до самого конца XIX в. 2) ввиду того, что в этот механический период взаимосвязь симметрия — сохранение не рассматривалась как самостоятельная и общая закономерность механики (или физики в целом), имеющая принципиальное значение, развитие ее происходило в значительной мере неявно и не было строго поступательным, несмотря на большое число различных вариантов взаимосвязи 3) с этим связана и третья важная особенность этого периода — своеобразная незамкнутость обсуждаемой взаимосвязи для галилеево-ньютоновой группы генераторы этой группы были известны со времен Галилея и Ньютона, но ясное понимание ее как единой системы преобразований, действующей на пространственно-временном многообразии, появилось лишь после разработки теории относительности (так, вопрос о том, какой закон сохранения отвечает галилеевой симметрии, оставался в этот период открытым). [c.242]

Теория малых колебаний является приближенной теорией движения механических систем вблизи положения равновесия или эпределенного состояния движения. Изучение колебательных процессов имеет первостепенное значение для самых разнообразных разделов физики. Начало современного учения о колебаниях относится к классическим работам Галилея, Гюйгенса, Ньютона, Лаг-эанжа. В основе теории лежат приближенные методы исследова-лия движения в окрестности положения равновесия. Предположение о малости колебаний значительно упрощает математическую -торону задачи, позволяет ограничиться линейными дифференциальными уравнениями движения. Результаты оказываются сира- [c.539]

Развитие науки и промышленности в XVIII и особенно в XIX вв. стимулировали изучение других форм движения, более сложных, чем механическое, — стали развиваться физика, химия и ря других разделов теоретического естествознания. Большое развитие получила в XIX в. теория электричества как основа электротехники. Так как закон взаимодействия электрических зарядов, открытый Кулоном, аналогичен по форме закону всемирного тяготения, то первые исследования в области теории электричества переносили в нее методы классической механики, вводя силы дальнодействия и предполагая мгновенное распространение действия. Однако около середине XIX в. была показана несостоятельность такой чисто механистической трактовки теории электромагнетизма М. Фарадеем, а затем Дж. К. Максвеллом была создана теория электромагнитного поля, основанная не на мгновенном дальнодействии через пустоту, как механика Ньютона, а на близкодействии, которое распространяется с конечной скоростью, равной скорости света ). [c.30]

Второй период охватывает время от конца 17-го до 20-х годов нашего века. И. Ньютон создает основу механики. Р. Гук (Англия) на опыте устанавливает пропорциональность мевду напряжениями и деф01ялациями в твердых телах - основной закон теории упругости. Х.Гюйгенс (Голландия) формулирует важный принцип - так называемый принцип Гюйгенса в волновом движении. С этого времени начи-назтся расцвет классической физики. Механика, гидродинамика и теория упругости, математическая физика, теория колебаний и волн, акустика и оптика развиваются в тесной взаимосвязи. В этот период акустика развивается как раздел механики. Создается общая теория механических колебаний, теория излучения и распространения упругих (звуковых) волн в различных средах, разрабатываются методы измерения характеристик звука (скорости звука, звукового давления в среде, импульса, энергии и потока знергии звуковых волн). Диапазон частот звуковых волн рася иряется и охватывает как область инфразвука, так и ультразвука (свыше 20 кГц).Выяо- [c.5]

В то время физики старались свести все явления природы к механическим движениям. При этом одни физики были склонны уподобить свет потоку каких-то очень маленьких пуль или стрел—частиц, вылетаюш,их из источника света, а другие—упругим волнам, излучаемым источником. Виднейшим представителем второй, волновой, теории того времени был Гюйгенс. Первая (корпускулярная) теория связана, прежде всего, с именем Ньютона. [c.163]

Если обратиться к теории теплоты как к дисциплине, которую проходят на IV курсе физического факультета, то это не часть натурфилософии, а раздел теоретической физики, имеющий достаточно определенное и четкое строение. Возникновение же теоретической физики обычно связывают с работами Ньютона. Именно он (I. Newton, 1687) более трехсот лет назад заложил основы первого ее раздела теоретической механики, причем сформулировал ее как замкнутый аппарат, который позволил решать любые задачи о механическом движении тел на.уровне математического расчета. По ньютоновскому образцу в последующее время стали строиться и другие разделы теоретической физики. В идеальном варианте структуру такого раздела можно представить следующим образом [c.10]

Если обратиться к теории теплоты как к дисциплине, которую проходят на IV курсе физического факультета, то это не часть натурфилософии, а раздел теоретической физики, имеющий достаточно определенное и четкое строение. Возникновение же теоретической физики обычно связывают с работами Ньютона. Именно он (I. Newton, 1687) двести лет назад заложил основы первого ее раздела — теоретической механики, причем сформулировал ее как замкнутый аппарат, который позволил решать любые задачи о механическом движении тел на уровне математического расчета. По ньютоновскому образцу в последующее время стали строиться и другие разделы теоретической физики. В идеальном варианте структуру такого раздела можно представить следующим образом а) формируются аксиомы (или начала), исходные положения теории. При этом определяется не только условный язык, не только устанавливается определенная договоренность что и как называть и понимать (т. е. своеобразная конвенция взаимопонимания Пуанкаре), но и круг явлений, охватываемый этими началами, и общие ограничения данного теоретического направления (т. е. конвенция заключается не для удобства осуществления последующих мысленных экспериментов, а в соответствии с объективной реальностью и с полным пониманием области применимости принимаемых аксиом) б) формируется математический аппарат теории, например принятые в а) аксиомы, записываются в виде замкнутой системы уравнений со всеми условиями, необходимыми для получения (в принципе, конечно) однозначных их решений в) приложение этого аппарата для расчета конкретных физических задач (не исключено, что при этом будут разрабатываться специальные математические методы аналитического или численного исследования и т. д. и т. п.). Сопоставление получаемых в результате этих расчетов результатов с экспериментом служит этой обратной связью, которая проверяет правильность выбранных исходных аксиом и ограничений. Заметим, кстати, что при таком идеальном построении теории некоторые из ее выводов могут быть использованы в качестве части аксиом, которые при этом становятся уже продуктом теории (разные варианты обратных постановок проблем). Так что иногда бывает, что вопрос о том, какие именно положения следует выбрать в качестве исходных, а какие должны получаться как следствие, не имеет однозначного решения, и разные авторы подходят к вопросу об аксиоматике по-разному в соответствии со своим пониманием предмета, с принадлежностью к определенной школе и т. п. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...