§ 2.5. Краткие итоги главы 2

• Динамическая характеристика тела (м.т.) – масса m.

• Характеристика внешнего воздействия – сила .

• Уравнение движения м.т. – второй закон Ньютона.

• Динамические характеристики состояния м. т. – импульс , энергия Е.

• Алгоритм решения задачи динамики:

1. Выбрать систему отсчета, связать с ней систему координат, нарисовать тело (м.т.)

2. Нарисовать векторы сил, заменив ими воздействие на рассматриваемое тело окружающих тел.

3. Записать векторное уравнение движения.

4. Записать уравнение движения в проекциях на координатные оси, решить их.

Глава 3.Законы сохранения в механике.

§ 3.1.Фундаментальный характер законов сохранения

1. Законы сохранения утверждают, что некая физическая величина, характеризующая состояние физической системы, остается неизменной (сохраняется) при изменении состояния системы. В механике выполняются законы сохранения импульса, энергии и момента импульса. Содержание закона сохранения момента импульса подробно обсудим в следующей главе. Законы сохранения, как и принцип относительности (см. § 1.1), выделяются среди законов физики своей всеобщностью, фундаментальностью. Они выполняются для нерелятивистских и релятивистских движений в классической и в квантовой физике. Например, законы Ньютона, рассмотренные в предыдущей главе, выполняются только для нерелятивистских классических частиц.

2. Принцип относительности и законы сохранения вначале были получены экспериментально как обобщение опыта. Позднее, по мере развития научных знаний, стало понятно, что происхождение законов сохранения связано со свойствами симметрии природы, которые проявляются в однородности и изотропности пространства и однородности времени.

Однородность пространства, т.е. эквивалентность всех его точек, проявляется в том, что любое физическое явление, наблюдающееся в некоторой точке пространства, в точности повторится в любой другой точке при совпадении внешних условий. Именно однородность пространства обеспечивает воспроизводимость результатов одинаковых экспериментов, проведенных в разных лабораториях. На практике, оборудование, изготовленное в одном месте, нормально работает в любом другом месте при соблюдении условий эксплуатации. Однородность пространства приводит к закону сохранения импульса.

Однородность времени проявляется в физической эквивалентности разных его моментов и приводит к закону сохранения энергии.

Свойство изотропности пространства есть физическая эквивалентность разных направлений в пространстве: если не нарушены внешние условия (условия эксплуатации), то поворот установки не повлияет на результаты ее работы. Изотропность пространства приводит к закону сохранения момента импульса.

Подчеркнем, что в законах сохранения проявляются свойства симметрии пространства и времени, а не симметрии физических тел (например, симметрия кристаллов).