SUBSTANȚĂ ȘI GREUTATEA, principiul echivalenței.
Fizica astfel de material se înțelege forma materiei, care are o masă de repaus, adică într-o stare de imobilitate (deși relativă) masa sistemului nu este zero. În cele din urmă, materialul este format din atomi (sau particule elementare). În următoarele secțiuni, vom afla că există particule cu masă de repaus zero sau imaginar; Astfel de particule pot exista numai în mișcare.
Substanța este întotdeauna localizată într-o regiune limitată de spațiu. Poziția sa poate fi stabilită cu ajutorul unui număr limitat de parametri, care sunt numite grade de libertate. In cel mai simplu caz mișcarea punctului, poziția în spațiu este dată de 3 coordonate independente (grade de libertate). Chiar și atunci când substanța nu poate fi punctul de modelat (de exemplu, solid), poziția sa este încă determinată de un număr finit de coordonate independente - grade de libertate. Dacă o substanță este format din atomi de N, putem descrie poziția fiecărui atom separat. Trebuie doar să setați 3 N parametri. atomii realistic formează o legătură; fiecare verigă a unuia transformatelor independente în coordonatele dependente, precum și numărul de parametri independenți (coordonatele) scade. Furnizarea unui corp rigid, pare posibil să se stabilească numai șase parametri: trei coordonate - poziția centrului de masă al corpului și alte trei colțuri - orientarea (turn) în raport cu axele de coordonate.
In aceasta și în secțiunea anterioară a menționat conceptul de masă, care necesită discuții suplimentare. La începutul cursului menționat că caracterizează cantitatea de masă de materie. Această formulare de calitate. Este nevoie de o clarificare. Corect să spunem că greutatea - una dintre principalele caracteristici ale materialului care determină proprietățile sale gravitaționale și inerțiale. Să examinăm această problemă mai în detaliu. În teoria lui Newton, masa a fost considerată ca fiind cantitatea de substanță. Conceptul de masă introdus în mecanica Newton, dând definiție puls -. Masa el a numit factor de proporționalitate m, o valoare constantă pentru organism. O definiție echivalentă a masei rezultă din a doua lege a lui Newton: unde greutatea - este coeficientul de proporționalitate între forța rezultantă și accelerația cauzată de aceasta. Masa astfel determinată corp caracteristic inerție. Ie cu atât mai mare greutate, cea mai mică accelerare capătă sub influența unei forțe constante. Definită în acest mod se numește masa inerțială.
Teoria lui Newton masa gravitatiei acționează ca o sursă de intensitatea câmpului gravitațional. Fiecare masă creează în jurul valorii de sine, o podea de forțe gravitaționale (câmp gravitațional). In orice organism plasat în acest domeniu, o forță proporțională cu greutatea proprie, greutatea sursei și direcționată către sursa. Acest lucru înseamnă că forțele gravitaționale sunt întotdeauna atractive. legea gravitației universale este formulat după cum urmează: unde m3 / (kg x c2) - constanta gravitațională, M1 și M2 - greutatea corporală, r - distanța dintre corpurile.
Această formulă poate fi obținut între greutatea și P greutatea în câmpul gravitațional al Pământului, în cazul în care se presupune că m1 - greutatea corporală, m2 = M - masa Pământului și r = rg - Earth rază:
și anume . Masa astfel determinată se numește gravitație.
În principiu, nu rezultă că masa care creează câmpul gravitațional și masa, care determină inerția corpului - sunt aceleași. Cu toate acestea, experimente speciale au arătat că masele gravitaționale și inerțiale în alegerea același sistem de unități egale. Această lege fundamentală a naturii numit principiul echivalenței de masă. Experimental, acest principiu a fost testat în 1971, cu o precizie foarte mare - 10-12.
În fizica clasică, se credea că greutatea corporală nu se schimbă în nici un proces. Această afirmație este formulat sub forma legii conservării masei. Conceptul de masă a dobândit o semnificație mai profundă în cadrul teoriei mecanicii relativistă sau a relativității, care consideră că mișcarea corpurilor la viteze mari. mecanica relativistă arată că nu există legi separate de conservare a masei și a energiei. Ei au fuzionat. Acest lucru este firesc, deoarece materia (a cărei valoare este caracterizată prin masă) nu este posibilă fără mișcare (a cărei valoare se caracterizează prin energie). O privire mai atentă la această problemă, după studierea legilor de conservare și teoria specială a relativității.
Natura masă - cel mai important, nu este încă rezolvată problema fizicii. Se consideră că masele de particule determinate de câmpuri elementare asociate cu acestea. Cu toate acestea, până în prezent nu a creat o teorie cantitativa a masei. Nu există nici o teorie pentru a explica de ce nu sub forma de particule de masă o continuă și discretă, adică spectru continuu de valori, și în plus permite calcularea acestor valori.
INTERACTION. DOMENIU. Principiile unei rază scurtă și lungă.
Deja menționat de mai multe ori conceptul de câmp. Ce se înțelege prin ea? În mecanica newtoniană corpurile de interacțiune caracterizate cantitativ forță. O caracteristică mai generală a interacțiunii este o energie potențială a corpului. Dar nu toate forțele poate fi introdus.
Inițial stabilit în mecanica clasică, conceptul că interacțiunea dintre corpurile are loc prin spațiu gol, care nu participă la interacțiune, transferul este de interacțiune instantanee. De exemplu, se credea că mișcarea Pământului provoacă imediat o schimbare în forța gravitațională care acționează pe Lună. Acesta a fost așa-numitul concept de acțiune la distanță. afirmă, în esență posibilitatea transmiterii instantanee a oricărui impact de la un organism la altul. În acest caz, nu specifică mecanismul transferului.
Cu toate acestea, aceste idei au fost aruncate înapoi, ca să nu corespunde real, după descoperirea și investigarea câmpuri electrice și magnetice. Conceptul de câmp aplicat la câmpuri electrice și magnetice a fost introdus în anii '30 ai secolului al 19-lea de Michael Faraday. Conceptul domeniu a fost renaștere a teoriei cu rază scurtă, fondatorul care a fost Descartes. Conform conceptelor sale cu rază mică de a crea organisme care interacționează în fiecare punct din mediul lor special de stat - domeniu, care se manifestă într-o forță pe cealaltă organism, plasate în domeniu. Sa demonstrat experimental că interacțiunea dintre substanțele încărcate electric nu se efectuează imediat. Mutați unul dintre particulele încărcate determină o modificare a forțelor care acționează asupra altor particule încărcate nu sunt, în același timp, dar ceva timp mai târziu. Spațiul de separare particulelor are loc un proces care se raspandeste un finit, deși foarte mare viteză. Sa ajuns la concluzia că există un intermediar, care efectuează interacțiunea dintre particule încărcate. Acest mediator a fost numit câmp electromagnetic. Fiecare particulă încărcată creează în jurul său un câmp electromagnetic care acționează asupra altor particule încărcate. Viteza de propagare a undelor electromagnetice nu depășește viteza de propagare în vid de 3 x 108 m / s. Astfel, un nou concept - conceptul de rază scurtă de acțiune. Conform acestui concept se realizează prin reacția corpurile celor sau alte domenii distribuite continuu în spațiu. gravitatiei universal, de exemplu, realizat datorită câmpului gravitațional. Interacțiunea dintre corpuri nu se transmite instantaneu, dar după o anumită perioadă de timp. viteza de transfer de interacțiune este limitată de viteza luminii în vid.