Главная > Физика > Механика (Зубов В.Г.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 38. Особенности действия окружающих тел

Знание свойств системы отсчета «Земля» позволяет приступить к отысканию причин и условий появления и изменения движений.

В начале главы уже было отмечено, что главную роль в этом играют влияния окружающих тел. Об этом же говорят и примеры торможения тел, рассмотренные в предыдущем параграфе.

Если на Земле требуется вывести из состояния покоя какое-нибудь тело, то на него надо обязательно подействовать каким-то другим телом. Так, железнодорожный вагон начнет двигаться только

Рис. 2.6.

тогда, когда тепловоз станет его тянуть или толкать (рис. 2.5). Прицеп автомобиля начнет двигаться только тогда, когда его будет тянуть автомобиль (рис. 2.6). Рабочие части любого станка придут в движение только после того, как на них подействует мотор привода. Футбольный мяч изменит состояние покоя или движения только при ударе ноги футболиста.

Эти примеры из окружающей жизни показывают, что изменения в состоянии движения тел вызываются только действиями на них других тел.

Рис. 2.7.

Это можно увидеть и на таком простом опыте. Тележка неподвижно стоит на горизонтальных рельсах (рис. 2.7). Прикрепим к ней нить, на другом конце которой привязан груз Груз может опускаться под действием земного притяжения. Как только груз начнет опускаться, тележка за счет действия натянутой нити придет в движение и будет двигаться с возрастающей скоростью. Если изменить величину груза, то изменится и движение тележки. При увеличении груза скорость тележки будет возрастать быстрее, а при уменьшении — медленнее.

Рассмотрим другой опыт. Заставим стальной шарик катиться с какой-то скоростью по гладкому стеклу. Когда рядом нет никаких предметов, движение шарика будет близко к равномерному прямолинейному. Если же сбоку, недалеко от траектории его движения, положить сильный магнит, то шарик около магнита начнет двигаться криволинейно (рис. 2.8). Действие магнита вызывает изменение направления скорости шарика.

Все эти опыты и наблюдения позволяют утверждать, что под действием окружающих тел могут происходить изменения состояния движения данного тела. Действия окружающих тел могут изменять модуль и направление скорости данного тела.

Возникает вопрос, по какому закону изменяется скорость при постоянном внешнем воздействии окружающих тел. Ответ заранее угадать нельзя. Его можно получить только из опыта. Обратимся к нашему опыту с тележкой. Так как притяжение Земли и груз остаются неизменными, можно считать действие натянутой нити на тележку также неизменным во все время движения тележки. Отмечая прложения тележки через равные промежутки времени и измеряя расстояния, пройденные ею, можно найти закон ее движения и по этому закону определить характер зависимости скорости от времени. Такой опыт показывает, что при неизменном и направленном по движению внешнем воздействии одного тела на другое

возникает равнопеременное движение, график скорости которого представлен на рис. 2.9.

Можно поставить другой опыт, в котором за счет внешних воздействий изменялось бы только направление скорости. Такой опыт показывает, что при неизменном внешнем воздействии, перпендикулярном направлению движения, происходят повороты вектора скорости на равные углы за равные промежутки времени.

Многократное повторение этих опытов всегда приводит к одним и тем же результатам.

Возникновение равнопеременного движения в первом опыте позволяет утверждать, что действие нити создает тангенциальное ускорение. Во втором опыте внешнее воздействие (магнит) создает нормальное ускорение, постоянное по модулю.

Таким образом, мы получили один из важнейших для механики экспериментальных результатов: действия окружающих тел создают ускорения и этим меняют состояние движения данного тела (модуль и направление его скорости).

Этим экспериментальным результатом определяется содержание одного из основных законов механики.

Действительно, допустим, что в первом опыте мы получили бы не равнопеременное движение, а какое-то более сложное, например такое, для которого график скорости имел бы вид, представленный на рис. 2.10. Тогда мы должны были бы сказать, что неизменное натяжение нити создает не ускорения, а изменения ускорений.

Рис. 2.8.

Рис. 2.9.

Рис. 2.10.

При таком результате опыта мы должны были бы в кинематике ввести новую величину, характеризующую изменения ускорения, и совсем по-другому построить всю динамику.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление