ФІЗИКА

Частина 1 МЕХАНІКА

 

Розділ 2 ДИНАМІКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ

 

2.4. Принцип відносності Галілея

 

Розглянемо дві системи відліку К і К' (рис. 2.1). Нехай система К' рухається відносно системи К уздовж осі х зі швидкістю υ0. Тоді можна записати зв’язок між координатами матеріальної точки А для цих систем:

Перші дві координати точки збігаються тому, що обмежено рух системи К' лише вздовж осі х. Отже, з часом змінюється тільки ця координата. Проте в загальному випадку змінюватимуться всі координати. Плинність часу в обох системах однакова.

 

 

Рис. 2.1.

 

Формули (2.1) називають перетвореннями Галілея. Якщо від перших трьох рівнянь (2.1) візьмемо похідні за часом, то дістанемо відповідні проекції швидкостей Ці співвідношення можна записати у векторній формі:

Швидкість відносно нерухомої системи відліку К складається із швидкості ’ відносно рухомої системи К' і швидкості 0 системи К' відносно системи К. Формулу (2.2) називають законом додавання швидкостей.

Візьмемо похідну за часом від лівої та правої частин рівності (2.2). Враховуючи, що 0 є величина стала, дістанемо

тобто в усіх інерційних системах прискорення залишається сталим.

Взагалі абсолютної системи відліку не існує, а поняття абсолютного спокою позбавлене сенсу. Якщо тіло перебуває в стані спокою в одній із інерційних систем відліку, то відносно всіх інших воно рухатиметься з різними сталими швидкостями, тому немає підстав віддавати перевагу одній системі перед іншими. У класичній механіці немає поняття абсолютної швидкості, тільки відносна швидкість тіл має фізичний зміст. Водночас поняття абсолютного прискорення справедливе, оскільки воно в різних інерційних системах відліку однакове.

Як видно із співвідношення (2.3), рівняння динаміки не змінюються, якщо перейти від однієї інерційної системи відліку до іншої, тобто вони інваріантні щодо перетворень Галілея. З погляду механіки всі інерційні системи відліку абсолютно еквівалентні: жодній з них не можна віддавати перевагу перед іншими. Практично це виявляється у тому, що ніякими механічними дослідами, проведеними в цій системі відліку, не можна встановити, перебуває вона в стані спокою чи в стані рівномірного і прямолінійного руху.

Такі властивості інерційних систем вперше з’ясував Галілей. Принцип відносності Галілея можна сформулювати так: усі механічні явища в різних інерційних системах відліку відбуваються однаково, внаслідок чого ніякими механічними дослідами неможливо встановити, нерухома ця система чи рухається рівномірно і прямолінійно.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити