Principiul de relativitate Galileo
principiul egalității fizice a sistemelor de referință inerțiale (a se vedea. sistem de referință inerțial) în mecanica clasică, care se manifestă în faptul că legile mecanicii în toate aceste sisteme sunt aceleași. Rezultă că orice experimente mecanice se face in orice, nu se poate determina sistemul inerțial, dacă sistemul este în repaus sau se deplasează uniform într-o linie dreaptă. Această poziție a fost stabilită de către Galileo în 1636. Identitatea legilor mecanicii pentru sistemele inerțiale Galileo ilustrate prin exemplul fenomenelor care au loc sub puntea navei, de repaus sau de mișcare rectilinie uniform (față de Pământ, care poate fi considerat în mod fiabil ca sistem de referință inerțial): „Asigurați-vă nava este acum în mișcare la orice viteză, și apoi (în cazul în care mișcarea este uniformă și fără pitching în ambele direcții), în toate aceste evenimente nu veți găsi cea mai mică schimbări și pentru niciuna dintre ele nu puteți determina dacă nava se mișcă sau se află nemișcată. Aruncare un lucru cuiva, nu va trebui să o lase cu mai multă forță atunci când este situat la prova și pupa la tine decât atunci când poziția relativă este inversată; picături, ca și mai înainte, va cădea în vasul inferior, și nici unul dintre ele nu va cădea spre pupa, deși, până când scăderea este în aer, nava va fi o travee lungă „(“ Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii de Ptolemeu și Copernic“, M. - L. 1948, p. 147).
Matematic, sistemul geodezic. exprimă invarianța invarianțelor ecuațiilor mecanicii în ceea ce privește transformările coordonatelor punctelor (și timpului) de mișcare în tranziția de la un sistem inerțial la altul, transformările galileene.
Să presupunem că există două cadre de referință inerțiale, dintre care unul, # 931; să presupunem că este în repaus; al doilea sistem, # 931; "se mișcă în legătură cu # 931; cu o viteză constantă u, așa cum se arată în figură. Apoi, transformările Galilei pentru coordonatele unui punct material în sisteme # 931; și # 931; va arata ca:
(valorile umbrite se referă la sistem # 931; ', neimprimat - la # 931;). Astfel. Timpul în mecanica clasică, ca și distanța dintre orice puncte fixe, este considerat același în toate cadrele de referință.
Din transformările Galileo se pot obține relațiile dintre vitezele mișcării unui punct și accelerațiile sale în ambele sisteme:
În mecanica clasică, mișcarea unui punct material este determinată de a doua lege a lui Newton:
unde m este masa punctului și F este rezultatul tuturor forțelor aplicate. În acest caz, forțele (și masele) sunt invariante în mecanica clasică, adică, cantități care nu se schimbă în timpul tranziției de la un cadru de referință la altul. Prin urmare, în cadrul transformărilor Galileo, ecuația (3) nu se modifică. Aceasta este expresia matematică a lui G. st.
G. n. O. este valabil numai în mecanica clasică, în care mișcarea este considerată cu viteze mult mai mici decât viteza luminii. La viteze apropiate de viteza luminii, mișcarea corpurilor supuse legilor mecanicii relativiste ale lui Einstein (vezi relativității Teoria.), Care sunt invariante în raport cu alte coordonate transformări și de timp - transformarea Lorentz (acestea trec în transformarea Galileo la viteze mici).
Sistem de referință inerțial # 931; (cu axele de coordonate x ', y', z ') se deplasează față de un alt sistem inerțial # 931; (cu axele x, y, z) în direcția axei x la o viteză constantă u. Axele de coordonate sunt alese astfel încât la momentul inițial al timpului (t = 0) axele corespondente coincide în ambele sisteme.
Marea Enciclopedie Sovietică. - Enciclopedia Sovietică. 1969-1978.
OTO în prezent este cea mai reușită teorie a gravitației, bine confirmată de observații. Primul succes al teoriei generale a relativității a constat în explicarea precesiunii anormale a periheliului lui Mercur. Apoi, în 1919, Arthur Eddington raportat ca au vazut o deviere aproape de lumina Soarelui în momentul eclipsei totale, care a confirmat calitativ și cantitativ predicțiile relativității generale. De atunci, multe alte observații și experimente au confirmat o cantitate semnificativă de predicții teoretice, inclusiv gravitaționale timpul de decelerare deplasare gravitațională roșu, întârzierea semnalului în câmpul gravitațional și, totuși numai marginal, radiația gravitațională. În plus, numeroase observații sunt interpretate ca o confirmare a unuia dintre predicțiile cele mai misterioase si exotice ale relativității generale - existența găurilor negre.
În ciuda succesului copleșitoare a relativității generale, comunitatea științifică există disconfort asociat, în primul rând, faptul că nu este posibil să se reformuleze atât limita clasică a teoriei cuantice, și în al doilea rând, faptul că teoria însăși indică limitele aplicabilității sale, deoarece prezice apariția divergențelor fizice inamovibile atunci când ia în considerare găurile negre și, în general, singularitățile spațiului-timp. Pentru a rezolva aceste probleme, au fost propuse câteva teorii alternative, dintre care unele sunt și teorii cuantice. Datele experimentale moderne, totuși, indică faptul că orice tip de deviere de la relativitatea generală ar trebui să fie foarte mică, dacă este deloc.
Legea conservării energiei - o lege fundamentală a naturii, stabilită empiric și care constă în faptul că, pentru un sistem fizic izolat este o cantitate fizică scalară poate fi introdus, care este o funcție a parametrilor de sistem și se numește energia care persistă în timp. Deoarece legea conservării energiei nu se referă la cantități și fenomene specifice, ci reflectă o regularitate generală și aplicabilă, ea nu poate fi numită lege. ci principiul conservării energiei.
Din punct de vedere fundamental, conform teoriei lui Noether, legea conservării energiei este o consecință a omogenității timpului, adică independența legilor fizicii de la momentul în care sistemul este luat în considerare. În acest sens, legea conservării energiei este universală, adică inerent sistemelor de natură fizică foarte diferită. În același timp, îndeplinirea acestei legi de conservare în fiecare sistem specific este justificată de subordonarea acestui sistem la legile sale specifice dinamice, care în general diferă pentru diferite sisteme.
În diferite părți ale fizicii, din motive istorice, legea conservării energiei a fost formulată independent, în legătură cu care au fost introduse diferite tipuri de energie. Ei spun că este posibilă o tranziție a energiei de la un tip la altul, dar este păstrată energia totală a sistemului, egală cu suma de tipuri individuale de energie. Având în vedere caracterul convențional al divizării energiei în diferite specii, această diviziune nu poate fi întotdeauna determinată în mod unic.
Pentru fiecare tip de energie, legea conservării poate avea formularea proprie, care diferă de cea universală. De exemplu, în mecanica clasică, legea conservării energiei mecanice a fost formulată, în termodinamică - prima lege a termodinamicii și în electrodinamică - teorema Poynting.
Din punct de vedere matematic, legea conservării energiei este echivalentă cu afirmația că sistemul de ecuații diferențiale care descrie dinamica unui sistem fizic dat are primul integral al mișcării asociat cu simetria ecuațiilor în ceea ce privește trecerea de timp.