Аналогии между поступательным и вращательным движениями
20. Относительность движения в классической физике. Принцип относительности Галилея: Все законы механики одинаковы во всех ИСО. Преобразования Галилея позволяют сделать переход из одной ИСО в другую. В его основе лежат две аксиомы: аксиома 1 – ход времени одинаков во всех системах отсчета. аксиома 2 – расстояния между двумя точками, а также размеры тела в любой системе отсчета (СО) не зависят от скорости ее движения.
Рассмотрим две ИСО: К – лабораторная (неподвижная) СО Oxyz К¢ - движущаяся СО O¢x¢y¢z¢ u0 -скорость движения системы K¢ относительно системы K. В начальный момент времени оси координат обеих СО совпадают. Пусть внутри системы K¢ находится некоторое тело M.
Спроектируем на координатные оси: (1) Или (2) Системы уравнений (1) и (2) называются преобразованиями Галилея. Используя уравнения (1) и (2), можно перейти от описания движения тела в одной системе отсчета к другой системе отсчета. Из преобразований Галилея вытекает теорема (закон) сложения скоростей. Продифференцируем по времени: (u0 = const) Теорема о сложении скоростей в классической механике: u - скорость движения точки в неподвижной ИСО К; u¢ - скорость движения точки в движущейся ИСО K¢; u0 - скорость движения системы K¢ относительно системы K. В теоретической механике эту теорему записывают в виде: Продифференцируем полученное выражение по времени еще раз:
Инвариантные величины: Величины, не изменяющиеся при переходе от одной системы отсчета к другой, т. е. не зависящие от преобразований координат, называются инвариантными величинами или инвариантами преобразований. 1)Ускорение; 2)Силы; 3)Масса; 4)Длина тела и т. д. Принцип относительности Галилея: законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Это значит, что в разных ИСО все механические процессы при одних и тех же условиях протекают одинаково. Инвариантными по отношению к преобразованиям Галилея, при переходе от одной ИСО к другой, оказываются также уравнения, вид которых не изменяется при таком переходе. Величины, входящие в эти уравнения, могут при переходе от одной СО к другой изменяться, однако формулы, выражающие связь между этими величинами, остаются неизменными. Принцип относительности Галилея: уравнения механики инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея. 21.Постулаты СТО. Преобразования Лоренца. Постулаты СТО. 1-ый постулат СТО (принцип относительности Эйнштейна) является обобщением классического принципа относительности с механических на любые физические явления. Первая формулировка. Никакими физическими опытами (механическими, электрическими, оптическими) проведенными в ИСО, нельзя доказать покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно относительно другой ИСО. Вторая формулировка. Все процессы в природе (механические, электрические, оптические) во всех ИСО протекают одинаково. Эйнштейн показал, что преобразования Галилея должны быть заменены более общими преобразованиями Лоренца. Третья формулировка. уравнения выражающие законы природы, инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца. 2-ой постулат СТО (принцип инвариантности скорости света). Скорость света в вакууме не зависит от скоростей движения источника и приемника света, и является максимально возможной скоростью движения в природе. c = 3,00·108 м/с Из второго постулата следует, что скорость света в вакууме является величиной инвариантной, т. е. она одинакова для всех направлений и во всех ИСО. Скорость света является одной из важных физических постоянных и она в вакууме является предельной. Опыты показали, что скорость любых тел и частиц, а также скорость распространения любых сигналов и взаимодействий не может превосходить скорости света. Механика, описывающая движения с околосветовыми скоростями, называется релятивистской механикой. В СТО пространство и время взаимосвязаны, образуя единое четырехмерное пространство-время. Точечное» событие характеризуется четырьмя величинами – координатами x, y и z, указывающими, где оно произошло, и временем t – когда оно произошло. Значения этих четырех величин зависят от СО, в которой «наблюдаем» это событие. В четырехмерном пространстве (пространство–время) возьмем прямоугольную систему координат с осями x, y, z и ct. Тогда событие можно изобразить точкой, которую называют мировой точкой. С течением времени мировая точка изменяет свое положение в четырехмерном пространстве, описывая траекторию, которая называется мировой линией. Если частица неподвижна в обычном пространстве, ее мировая точка перемещается параллельно оси ct. При переходе к другой ИСО значения координат x, y, z, а также времени t изменяются и становятся равными x¢, y¢, z¢ и t¢. Пространство:
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1009)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |