А моя отсебятина нужна лишь для того, чтобы привязать законы Ньютона к СССР - системе стабильного статического равновесия. И таким образом перейти к рассмотрению задач строительной механики.
Не стану спорить, формулы законов Ньютона достаточно сложны, особенно для второго закона - там вообще мрак! Простым сложением или вычитанием в столбик не отделаешься, там умножать надо!
Но если такая сложная математическая операция вас не пугает, то продолжу.
Итак, как говорят учителя литературы в подобных случаях: что хотел сказать дореволюционный писатель своим произведением, но прямо так и сказал из-за засилия царской цензуры? А сказать он хотел следующее:
Первый закон Ньютона:
Если на рассматриваемое тело никакие силы не действуют, то такое тело находится в состоянии равновесия. Т.е. движется такое тело с постоянной скоростью v. Или, выражаясь научным языком, v = const по прямолинейной траектории (т.е. условный радиус траектории R = ∞, а при таком радиусе центробежное ускорение также равно 0, а если быть более точным, то какой-то там величине, деленной на бесконечность).
Поначалу это звучит не совсем понятно, как это так: тело находится в состоянии равновесия или движется с постоянной скоростью? Ответ тут будет очень простой:
Скорость спокойного тела зависит от выбора точки наблюдения.
Пример: Вы спускаетесь на эскалаторе в метро. Вы спокойны как никогда. Мимо вас пробегают осветительные фонари и тут без разницы: вы наблюдаете за фонарями или фонари наблюдают за вами. Как ни крути, скорость будет одинаковая. И тут простой вопрос, какова будет ваша скорость не относительно фонаря, а относительно ступеньки, на которой вы спокойно стоите и не дергаетесь?
Правильно! Относительно ступеньки ваша скорость будет равна нулю, а относительно фонаря будет равна скорости движения эскалатора.
Таким образом, когда скорость движения тела постоянна можно выбирать абсолютно любую точку наблюдения.
Тут может возникнуть вопрос: а зачем понадобилось все так усложнять? Вот мы живем на Земле, пусть это и будет самая неподвижная и потому упрощающая расчеты точка наблюдения!
В принципе все правильно, но только в том случае, когда рассматривается движение тел на Земле и относительно Земли. Но Ньютон формулировал свои законы так, чтобы их можно было использовать и для расчета движения абсолютно любых небесных тел. И что самое интересное - все небесные тела этим законам подчиняются!
Второй закон Ньютона:
Для того, чтобы тело двигалось с ускорением а, к нему нужно приложить силу F, при этом ускорение а будет равно:
a = F/m (694.2.2)
или в классической формулировке: сила равна произведению массы и ускорения (формула приводилась выше). Вот и весь второй закон Ньютона.
Третий закон Ньютона:
Сила действия равна силе противодействия и направлена в противополжную сторону, если силы действуют по одной прямой.
Потому что, если силы будут направлены не по одной прямой, то будет возникать вращающий момент. Т.е. поступательного (прямолинейного) движения не будет, а будет вращательное.
Таким образом третий закон Ньютона как бы отсылает нас опять к первому закону, когда суммарная сила Fсум = 0, рассматриваемая система находится в состоянии равновесия. Все.
Круг замкнулся? Нет, не замкнулся. Оказывается, что даже если система находится в равновесии, но в ней есть хоть какие-то силы, друг друга уравновешивающие, то уже можно определить, находится ли рассматриваемая система в состоянии покоя или движется, а если известно ускорение таких сил, то тогда вообще держи-ховайся! Тогда можно даже и постоянную скорость определить! Впрочем этому посвящена (будет) отдельная статья.
Вот на этих трех китах и покоятся глыбы небесной и строительной механики и всякая прочая динамика и кинематика. |