Тема: Преобразования координат Галилея. Классический закон сложения скоростей.

1. Преобразования координат Галилея. Классический закон сложения скоростей.

Преобразования координат Галилея – уравнения классической физики по преобразованию координат пространства и времени для одного тела, совершаемому при переходе от одной инерционной системы отсчета к другой.

Инерционная система отсчета- система отсчета, в которой тело, не взаимодействующее с другими телами, сохраняет состояние покоя или равнопеременного прямолинейного движения.

Как связаны между собой координаты и скорость тела в различных инерциальных системах отсчета?

Допустим, что инерциальная система движется со скоростью вдоль оси Ох относительно другой инерционной системы К. для простоты положим, что оси координат систем К и в начальный момент времени совпадали. Материальная точка М покоится относительно системы К. ее положение в системе К характеризуется радиусом-вектором или координатами . Относительно системы эта точка движется и ее положение в системе характеризуется радиусом-вектором или координатами . Время в обеих инерционных системах отсчета К и течет одинаково, часы синхронизированы, т. е. .

Связь меду радиусами-векторами и одной и той же точки М в системах К и имеет вид .

Это соотношение можно записать для каждой из декартовых координат. С учетом того, что , получим; ,, , - уравнения преобразования координат Галилея.

Из уравнения преобразования Галилея, получим классический закон сложения скоростей: , где - скорость движения точки М в системе , u - скорость движения точки М в системе К, - скорость движения

системы относительно системы К.

Тема: Механический принцип относительности. Скорость света. Постулаты Эйнштейна.

1. Пространство и время.

Абсолютного пространства и времени не существует. Вселенная наполнена материей в форме вещества и поля, а пространство выступает как всеобщее свойство материи. Время всегда связано с движением и развитием материи.

Пространство – это форма бытия материи, которая выражает ее протяженность и структурность.

Время – это форма бытия материи, характеризующая длительность существования всех объектов, полей и последовательность перемены событий.

Свойства пространства и времени:

1. Единство и неразрывная связь материи, пространства и времени;

2. Абсолютная непрерывность и относительная прерывность пространства и времени;

3. Трехмерность евклидова пространства;

4. Время обладает длительностью, одионаправленностью, необратимостью;

2. Механический принцип относительности.

В классической механике справедлив механический принцип относительности: законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.

Это означает, что в разных инерциальных системах отсчета все механические процессы при одних и тех же условиях протекают одинаково.

Механический принцип относительности свидетельствует о том, что в механике все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. Среди них нельзя указать какую-то особую, «главную» систему отсчета, движение тел относительно которой можно было бы рассматривать как их «абсолютное движение».

3. СТО. Постулаты Эйнштейна.

Современная физика подразделяется на:

1. Классическую механику (изучает движение макротел и микротел с малыми скоростями) υ<<c.

2. Релятивистскую механику (изучает движение макротел с большими скоростями) υ≤c.

3. Квантовую механику (изучает движение макротел с большими скоростями) υ≤c.

Специальная теория относительности (СТО) – это новое учение о пространстве и времени, которое основывается на двух постулатах.

Первый постулат – принцип относительности: в любой инерциальной системе любые физические явления при их тождественной постановке происходят одинаково; все законы природы и уравнения, их описание, инвариантны при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой; все физические явления притекают одинаково в любых инерциальных системах отсчета.

Второй постулат – принцип постоянства: скорость света в вакууме является величиной постоянной и одинаковой во всех инерциальных системах отчета, она не зависит от движения источника света и наблюдателя.