§ 7. Третий закон Ньютона

Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется третьим зако­ном Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки: F₁₂ = – F₂₁, где F₁₂ — сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; F₂₁ — сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и явля­ются силами одной природы.

Третий закон Ньютона позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек. Это следует из того, что и для системы материальных точек взаимодействие сводится к силам парного взаимодействия между материальными точками.

3. Постулаты специальной теории относительности и геометрия пространства - времени см доп мат!!!

СТО, частная, релятивистская теория

1. Принцип относительности ( никакие опыты, проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно. Все законы природы инвариантны (имеют одно и то же числовое значение во всех системах отсчета) по отношению к переходу от одной инерциальной системе отсчета к другой.)

2. Принцип инвариантности скорости света ( скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.)

Геометрия пространства. Время.

Наблюдаться геометрически могут только три измерения. любое наблюдаемое пространство имеет трехмерную геометрию. 3 измерения – это оптимальное число, при котором объекты локализуются в пространстве в виде тел, имеющих замкнутые объемы, т.е. приобретают форму.

Основные постулаты СТО Этих постулатов не так уж и много: 1) На малых скоростях справедлива ньютоновская механика. 2) Наблюдатель в закрытой комнате, которая движется равномерно и прямолинейно (т.е. наблюдатель в "инерциальной системе отсчёта") не может обнаружить своё движение. 3) Скорость света одинакова для всех наблюдателей из пункта 2.

Геометрия:

• Замедление собственного времени движущихся объектов

• Невозможно совместить в одной точке пространства в один и тот же момент времени два объекта, которые движутся относительно друг друга, если только это не момент начала движения.

4. Фундаментальные взаимодействия.

Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:

• гравитационного

• электромагнитного

• сильного

• слабого

При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.

Когда была выяснена атомарнаяструктура вещества, стало понятно, что все разнообразие сил (сила тяжести, сила натяжения нити, сила сжатия пружины, сила столкновения тел, сила трения, сила сопротивления воздуха, сила взрыва и т. д.) есть результат взаимодействия атомов друг с другом. Поскольку основной вид межатомного взаимодействия —электромагнитное, то, как оказалось, большинство этих сил — лишь различные проявления электромагнитного взаимодействия. Одно из исключений составляет, например, сила тяжести, причиной которой является гравитационное взаимодействие между телами, обладающими массой.

Взаимодействие	Текущее описание теорией	Заряд	Частица переносчик	Относительная сила^[1]	Зависимость от расстояния	Радиус воздействия (м)
Гравитация	Общая теория относительности (ОТО)	Масса	Гравитон  (гипотетич.)	1		∞
Слабое	Теория электрослабого взаимодействия (ТЭВ)	Слабый изоспин	W^+ W^- Z^0 бозоны	10^25		10^−18
Электромагнитное	Квантовая электродинамика (КЭД)	Электрический заряд	Фотон	10^36		∞
Сильное	Квантовая хромодинамика (КХД)	Цветной заряд	Глюон	10^38	1 (см. дискуссия)	10^−15

Гравитационные – универсальны. действуют между всеми объектами, обладающими массой. Чрезвычайно слабы (самые слабые в природе).Определяют строение вселенной вцелом.

Сильные взаимодействия (ядерные силы)- не универсальны.Самые мощные силы природы, обеспечивают устойчивость атомных ядер. В сильных взаимодействиях участвуют большинство элементарных частиц, исключения: лептоны, фотоны, векторные бозоны.

Слабые взаимодействия – универсальны, более короткодействующие, чем ядерные силы. Распад большинства элементарных частиц обусловлен этими силами.

Электромагнитные взаимодействия – не универсальны, действуют лишь между электрически заряженными частицами. определяют устойчивость атомов, объединяют атомы в молекулы.

Тип взаимодействия	Радиус воздействия (см)	Сравнительная интенсивность	Сфера действия
Гравитационные	∞	10^−39	Космос
Слабые	10^−16	10^−14	Превращения элементарных частиц
Сильные	10^−13	100	Ядра и элементарные частицы
Электромагнитные	∞	1	От атомного ядра и элементарных частиц до космоса