- •Дайте формулировку законов Кеплера.
- •Какие законы составляют основу динамики Ньютона? Сформулируйте их.
- •Каким образом законы Кеплера связаны с законами Ньютона?
- •Дайте формулировку закона всемирного тяготения. Каким был ход рассуждений Ньютона при выводе этого закона?
- •Почему, несмотря на существование силы притяжения, Земля не упадет на Солнце, а движется вокруг него по орбите?
- •Почему мы не замечаем силу всемирного притяжения любых двух тел, находящихся на поверхности Земли (например, книги и ручки, лежащие на столе, или рядом сидящих людей)?
- •Вблизи поверхности Земли все падающие тела испытывают одинаковое ускорение. Согласны ли вы с этим утверждением?
- •В связи с чем говорили о триумфе небесной механики?
- •Какие планетарные явления удалось проанализировать и объяснить на основе теории Ньютона самому ученому и его последователям?
- •Почему проблема движения планет стала идеальной областью применения ньютоновских законов?
- •В чем проявляется универсальность гравитации и почему она явилась триумфом ньютоновской науки?
- •Что такое динамическая теория (закономерность)? Почему механику Ньютона можно рассматривать как пример динамической теории?
- •Каковы идеализации в динамической теории Ньютона? Каковы идеализированные объекты теории?
- •Что такое система отсчета? Дайте развернутое определение этому фундаментальному понятию.
- •Какие системы отсчета мы называем инерциальными? Инерциальна ли системы отсчета, связанная с Землей?
- •Сформулируйте принцип относительности Галилея. Выведите галилеевский закон преобразования скорости точки при переходе от одной инерциальной системы к другой.
- •Покажите, что уравнение 2-го закона Ньютона инвариантно относительно преобразования Галилея.
- •Каким образом, согласно механике Ньютона, можно предсказать поведение механической системы?
- •Каким образом, согласно механике Ньютона, можно предсказать поведение механической системы?
- •Укажите границы применимости механики Ньютона.
- •Какие из наиболее важных физических величин сохраняются со временем? При каких условиях справедливы фундаментальные законы сохранения?
- •Сформулируйте известные вами законы сохранения.
- •Как определяется момент импульса частицы? в каких условиях эта величина сохраняется? Приведите примеры действия закона сохранения момента импульса.
- •Как определяется кинетическая энергия тела? Потенциальная энергия? Полная механическая энергия? в каких условиях полная механическая энергия тела сохраняется?
- •Что такое симметрия? Продолжите: «Объект симметричен, значит…», «Уравнение симметрично, значит…». Приведите примеры симметрии геометрических фигур и физических уравнений.
- •О каких свойствах пространства и времени говорят в связи с законами сохранения? Дайте определение каждому.
- •Почему сохраняется энергия?
- •Что доказывает теорема Нётер? Каким образом законы сохранения связаны с фундаментальными свойствами пространства и времени?
- •Укажите конкретные связи между законами сохранения и свойствами пространства и времени.
- •Какие положения теории Ньютона легли в основу концепции механического (механистического) детерминизма? Почему механика Ньютона – основа концепции классического детерминизма?
- •В чем суть лапласовского детерминизма?
- •В чем сильные и слабые стороны концепции механического (механистического) детерминизма?
- •В чем суть современного понимания детерминизма?
Каким образом, согласно механике Ньютона, можно предсказать поведение механической системы?
Состояние системы считается заданным, если заданы координаты и скорости.
Каким образом, согласно механике Ньютона, можно предсказать поведение механической системы?
Механика Ньютона: пространство евклидово и трехмерно, время существует независимо от пространства, справедливы преобразования, справедлив закон сложения скорости Галилея, выполняется принцип относительности Галилея, справедлив принцип дальнодействия. Классическая физика началась с И.Ньютона, который последовательно описал механические процессы движения и взаимодействия макроскопических тел на основе созданного им математического языка бесконечно малых. В этом было отступление от атомистических воззрений, но это привело к значительному продвижению в описании и понимании природы. Дав свое определение понятиям скорости, ускорения, силы, массы, Ньютон сформулировал законы динамики в виде связей между этими величинами. Проанализировав законы движения небесных тел, обнаруженных Т.Браге и И.Кеплером, он установил закон всемирного тяготения, введя в науку меру гравитационного взаимодействия тел в нашей Вселенной. В результате удалось научиться точно предсказывать солнечные затмения и понять природу морских приливов. Отличительной чертой классической механики являлась обратимость движений во времени, что следовало из соответствующих уравнений. При описании механических процессов в различных системах координат, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, следовало использовать принцип относительности Галилея, состоявший в том, что на ускорения тел, явившиеся следствием их силового взаимодействия, относительное движение систем отсчета никакого влияния не оказывает, и никакими механическими опытами невозможно установить, какая именно из систем движется
Укажите границы применимости механики Ньютона.
Вследствие развития физики в начале XX века определилась область применения классической механики: ее законы выполняются для движений, скорость которых много меньше скорости света. Было установлено, что с ростом скорости масса тела возрастает. Законы классической механики Ньютона справедливы и для случая инерциальных систем отсчета.
В классической механике перемещения в пространстве и определение скорости изучались вне зависимости от того,
каким образом эти перемещения реализовывались. Применительно к явлениям микромира подобная ситуация, как выявилось, невозможна принципиально. Здесь пространственно-временная локализация, лежащая в основе кинематики, возможна лишь для некоторых частных случаев, которые зависят от конкретных динамических условий движения.
Другое открытие пошатнувшее устои классической механики, было создания теории поля. Классическая механика пыталась свести все явления природы к силам, действующим между частицами вещества, – на этом основывалась концепция электрических жидкостей. В рамках этой концепции реальными были
лишь субстанция и ее изменения – здесь важнейшим признавалось описание действия двух электрических зарядов с помощью относящихся к ним понятий. Описание же поля между этими зарядами, а не самих зарядов было весьма существенным для понимания действия зарядов. Вот простой пример нарушения третьего закона Ньютона в таких условиях: если заряженная частица удаляется от проводника, по которому течет ток, и соответственно вокруг него создано магнитное поле, то результирующая сила, действующая со стороны заряженной частицы на проводник с током в точности равна нулю.