Трудные темы курса классической механики: различия между версиями
Содержимое удалено Содержимое добавлено
→Исходные понятия классической механики: Принцип Калама |
→Ускорение: Измерение ускорения. |
||
Строка 1007:
Следует обратить внимание на то, что акселерометр имеет две ипостаси: во-первых, он сам представляет движущийся объект , во вторых, он , как неподвижно связанный с объектом,принятым за систему отсчёта, является её частью.
Обратимся теперь к дидактическому приёму, широко используемому при изложении основ механики в основанных на догматическом подходе к изложению материала руководствах по физике.А именно рассмотрим инерциальную систему, в которой одна за другой по прямой , но с разными скоростями движутся две материальные точки. Волевое утверждение о принятии для рассмотрения инерциальной системы исключает вполне закономерно возникающее подозрение о том, что траектория движения лишь кажется прямолинейной. В самом деле инерциальные системы обладают тем свойством, что прямолинейность любого отрезка сохраняется при переходе от одной системы отсчёта к другой.
Введём уточнение, что скорости движущихся точек отличаются на неизменную величину. То есть, применяя принятое в классической механике правило сложения скоростей, запишем:
<math> V(t)_2 -V(t)_1 = V </math>
Взяв от обеих частей производную помня, что разница в скоростях есть постоянная величина, а производная от скорости есть ускорение, получим, что
<math> a(t)_1 = a(t)_2</math>
Из чего с ликованием следует заявление, что ускорение двух материальных точек , движущихся с неизменной скоростью одна относительно другой и отнесённые к одной и той же инерциальной системе координат, равны.Одинаковые акселерометры, неподвижно связанные с этими точками и выставленные на нуль в инерциальной системе покажу одно и то же ускорение.
Ничто не мешает связать с каждой из материальных точек систему координат, которая в рассматриваемом случае будет по определению неинерциальной.Также ничто не мешает рассматривать любую из этих систем координат как исходную относительно движения системы координат, связанной с другой точкой. Так, например, получаем, что в системе координат первой точки вторая движется прямолинейно и равномерно с постоянной скоростью , но является неинерциальной. Что с очевидностью показывает установленный на ней акселерометр.
Из этого следует, что равномерность и прямолинейность движения не является решающим признаком, позволяющим отличить неинерциальную систему от инерциальной. Таким признаком является факт наличия у неинерциальной системы ускорения.Существенно, что при упомянутой выше процедуре установки абсолютного нуля акселерометра, вообще отсутствует необходимость в совершении этого действия в инерциальной системе.Поскольку отметка абсолютного нуля по равенству длин пружин может быть произведена в любой системе отсчёта, как неинерциальной, так и инерциальной.Можно сказать, что при этом происходит создание инерциальной системы отсчёта. Точнее - выделение одного из множества её вариантов.
Или проще: скорость относительна, ускорение же абсолютно и не зависит от характера движения системы отсчёта.
Если же мы имеем систему, в которой находится движущееся в ней тело, то установленный на этом теле акселерометр будет показывать абсолютное ускорение тела как разницу между текущим положением груза по отношению к абсолютному нулю.
Если же тот акселерометр, или другой, аналогичный ему по свойствам и также откалиброванный на этот абсолютный ноль будет установлен на теле, несущем координатную систему, относительно которой тело перемещается и в той её точке, где в данный момент находится тело, то он будет показывать переносное ускорение этого тела. Наконец, разность этих показаний будет показывать, грубо говоря, относительное ускорение тела относительно той системы отсчёта, в которой оно перемещается.
Однако, учитывая, что в общем виде ускорение точек этой системы не равны, то ускорение относительно той точки этой системы, в которой тело в данный момент находится.
Так вообще отпадает необходимость в обязательном учёте инерциальности системы, что очень кстати, поскольку, как будет показано ниже, инерциальная система есть фикция, невозможная в существующем материальном мире. Хотя полезная для уяснения его свойств.
===Силы===
| |||