Теперь, после того как мы так подробно побеседовали об относительности движения, необходимо сказать несколько слов о тех причинах, которые вызывают движение,— о силах. Прежде всего нужно указать на закон независимости действия сил; он формулируется так: действие силы на тело не зависит от того, находится ли тело в покое или движется по инерции, либо под влиянием других сил. Это — следствие так называемого «второго» из тех трёх законов, которые положены Ньютоном в основу классической механики. Первый — закон инерции; третий — закон равенства действия и противодействия. Второму закону Ньютона будет посвящена вся следующая глава, поэтому здесь мы скажем о нём всего лишь несколько слов. Смысл этого закона состоит в том, что изменение скорости, мерой которого служит ускорение, пропорционально действующей силе и имеет одинаковое с ней направление. Этот закон можно выразить формулой. F=ma, где F — сила, действующая на тело; m — его масса и а — ускорение тела. Из трёх величин, входящих в эту формулу, труднее всего понять, что такое масса. Нередко смешивают её с весом, но в действительности масса и вес — совсем не одно и то же. Массы тел можно сравнивать по тем ускорениям, которые они получают под влиянием одной и той же силы. Как видно из только что написанной формулы, масса при этом должна быть тем больше, чем меньше ускорение, приобретённое телом под влиянием этой силы. Закон инерции, хотя и противоречит привычным представлениям человека, не изучавшего физики, наиболее понятен из всех трёх законов*). Однако иные понимают его совершенно превратно. Именно, инерцию определяют нередко как свойство тел «сохранять своё состояние, пока внешняя причина не нарушит этого состояния». Такое распространённое толкование подменяет закон инерции законом причинности, утверждающим, что ничто не происходит (т. е. никакое тело не изменяет своего состояния) без причины. Подлинный закон инерции относится не ко всякому физическому состоянию тел, а исключительно к состояниям покоя и д в и ж е н и я. Он гласит: Всякое тело сохраняет своё состояние покоя или прямолинейного и равномерного, движения до тех пор, пока действие сил не выведет его из такого состояния. Значит каждый раз, когда тело 1) приходит в движение; 2) меняет своё прямолинейное движение на непрямолинейное или вообще совершает криволинейное движение; 3) прекращает, замедляет или ускоряет своё движение, — мы должны заключить, что на тело действует сила. Если же ни одной из этих перемен в движении не наблюдается, то на тело никакая сила не действует, как бы стремительно оно ни двигалось. Надо твёрдо помнить, что тело, движущееся равномерно и прямолинейно, не находится вовсе под действием сил (или же все действующие на него силы уравновешиваются). В этом существенное отличие современных механических представлений от взглядов мыслителей древности и средних веков (до Галилея). Здесь обыдённое мышление и мышление научное резко расходятся. Сказанное объясняет нам, между прочим, почему трение о неподвижное тело рассматривается в механике как сила, хотя как будто никакого движения оно вызвать не может. Трение есть сила потому, что оно замедляет движение. Подчеркнём же ещё раз, что тела не стремятся оставаться в покое, а просто остаются в покое. Разница тут та же, что между упорным домоседом, которого трудно извлечь из квартиры, и человеком, случайно находящимся дома, но готовым по малейшему поводу покинуть квартиру. Физические тела по природе своей вовсе не «домоседы»; напротив, они в высшей степени подвижны, так как достаточно приложить к свободному телу хотя бы самую ничтожную силу, — и оно приходит в движение. Выражение «тело стремится сохранять покой» ещё и потому неуместно, что выведенное из состояния покоя тело само собой к нему не возвращается, а напротив, сохраняет навсегда сообщённое ему движение (при отсутствии, конечно, сил, мешающих движению). Неудачным также является часто встречающийся термин «тело противодействует приложенной силе». Ведь с одинаковым основанием можно было бы сказать, что чай в стакане противодействует тому, чтобы стать сладким, когда в нём размешивают сахар. Немалая доля тех недоразумений, которые связаны с законом инерции, обусловлена этим неосторожным словом «стремится», вкравшимся в большинство учебников физики и механики. Не меньше трудностей для правильного понимания представляет третий закон Ньютона, к рассмотрению которого мы сейчас и переходим. --- *) Противоречит он обыдённым представлениям в той своей части, которая утверждает, что тело, движущееся равномерно и прямолинейно, не побуждается к этому никакой силой; ошибочный же взгляд тот, что раз тело движется, оно поддерживается в этом состоянии силой, а при отнятии силы движение должно прекратиться.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Как надо понимать закон инерции» з дисципліни «Основні закони механіки»
