Antik filozoflar hareketin özünü anlamaya, yıldızların ve Güneş'in insan üzerindeki etkisini ortaya çıkarmaya çalıştılar. Ek olarak, insanlar her zaman hareket sürecinde ve bir dinlenme anında maddi bir noktaya etki eden kuvvetleri belirlemeye çalışmışlardır.
Aristoteles hareketin yokluğunda vücudun herhangi bir kuvvetten etkilenmediğine inanıyordu. Hangi referans çerçevelerinin eylemsiz olarak adlandırıldığını bulmaya çalışalım, bunlara örnekler vereceğiz.
Dinlenme durumu
Günlük hayatta böyle bir durumu tespit etmek zordur. Neredeyse tüm mekanik hareket türlerinde, dış kuvvetlerin varlığı varsayılır. Sebebi, birçok cismin orijinal konumundan çıkmasına izin vermeyen sürtünme kuvvetidir, bu da dinlenme durumundan çıkar.
Atalet referans sistemleri örneklerine baktığımızda hepsinin Newton'un 1. yasasına karşılık geldiğini not ediyoruz. Dinlenme durumunu açıklamak, bu durumda vücuda etki eden kuvvetleri belirtmek ancak keşfinden sonra mümkün oldu.
Newton'un 1. yasasının formülasyonu
Modern yorumda, maddi bir noktaya etki eden dış kuvvetlerin yokluğunun düşünülebileceği göreli koordinat sistemlerinin varlığını açıklar. Newton'un bakış açısına göre, referans sistemlerine atalet denir, bu da vücudun hızının uzun bir süre boyunca korunumunu düşünmemize izin verir.
Tanımlar
Hangi referans çerçeveleri eylemsizdir? Bunların örnekleri okul fizik dersinde incelenir. Eylemsiz referans sistemleri, malzeme noktasının sabit bir hızla hareket ettiği sistemler olarak kabul edilir. Newton, böyle bir durumu değiştirebilecek herhangi bir kuvvet uygulanmasına gerek olmadığı sürece herhangi bir cismin benzer bir durumda olabileceğini açıkladı.
Gerçekte, eylemsizlik yasası her durumda yerine getirilmez. Eylemsiz ve eylemsiz olmayan referans çerçevelerinin örneklerini incelerken, hareket halindeki bir araçta tırabzanlara tutunan bir kişiyi düşünün. Bir araba sert bir şekilde fren yaptığında, bir kişi harici bir kuvvet olmamasına rağmen otomatik olarak araca göre hareket eder.
Atalet referans çerçevesinin tüm örneklerinin 1 Newton yasasının formülasyonuna karşılık gelmediği ortaya çıktı. Atalet yasasını netleştirmek için, kusursuz bir şekilde yerine getirildiği referans sistemlerinin rafine bir tanımı getirildi.
Referans sistemlerinin türleri
Hangi referans sistemlerine atalet denir? Yakında netleşecek. "1 Newton yasasının sağlandığı eylemsiz referans sistemlerine örnekler verin" -dokuzuncu sınıfta sınav olarak fiziği seçen okul çocuklarına benzer bir görev sunulur. Görevle başa çıkabilmek için eylemsiz ve eylemsiz olmayan referans çerçeveleri hakkında bir fikre sahip olmak gerekir.
Atalet, vücut yalıtılmış olduğu sürece vücudun dinlenme veya düzgün doğrusal hareketinin korunmasını içerir. "İzole" bedenler, birbirine bağlı olmayan, etkileşimde olmayan, birbirinden uzaklaştırılmış bedenlerdir.
Atalet referans çerçevesinin bazı örneklerini ele alalım. Hareket eden bir otobüs yerine galaksideki bir yıldızı referans çerçevesi olarak kabul edersek, raylara tutunan yolcular için eylemsizlik yasasının uygulanması kusursuz olacaktır.
Frenleme sırasında, bu araç diğer cisimlerden etkilenene kadar düz bir çizgide düzgün bir şekilde hareket etmeye devam edecektir.
Atalet referans çerçevesi için hangi örnekleri verebilirsiniz? Analiz edilen bedenle bir bağlantısı olmamalı, ataletini etkilemeli.
Newton'un 1. yasası böyle sistemler için sağlanır. Gerçek hayatta, bir cismin hareketini eylemsiz referans çerçevelerine göre değerlendirmek zordur. Ondan karasal deneyler yapmak için uzak bir yıldıza ulaşmak imkansızdır.
Dünya, üzerine yerleştirilen nesnelerle ilişkilendirilmesine rağmen koşullu referans sistemleri olarak kabul edilir.
Dünyanın yüzeyini referans çerçevesi olarak kabul edersek, eylemsiz referans çerçevesindeki ivmeyi hesaplamak mümkündür. Fizikte, Newton'un 1. yasasının matematiksel bir kaydı yoktur, ancak temeli olan odur.birçok fiziksel tanım ve terimin türetilmesi.
Atalet referans çerçevesi örnekleri
Okul öğrencileri bazen fiziksel olayları anlamakta zorlanırlar. Dokuzuncu sınıf öğrencilerine aşağıdaki içeriğin görevi sunulur: “Hangi referans çerçevelerine atalet denir? Bu tür sistemlere örnekler veriniz. Toplu arabanın başlangıçta düz bir yüzey üzerinde sabit bir hızla hareket ettiğini varsayalım. Sonra kum boyunca hareket eder, sonuç olarak, üzerinde başka hiçbir kuvvetin etki etmemesine rağmen top hızlandırılmış harekete geçer (toplam etkisi sıfırdır).
Olanların özü, kumlu bir yüzeyde hareket ederken sistemin atalet olmaktan çıkması, sabit bir hıza sahip olması ile açıklanabilir. Eylemsiz ve eylemsiz olmayan referans çerçevelerinin örnekleri, geçişlerinin belirli bir zaman diliminde gerçekleştiğini gösterir.
Vücut hızlandığında ivmesi pozitif bir değere sahiptir ve fren yaparken bu rakam negatif olur.
Eğrisel hareket
Yıldızlara ve Güneş'e göre, Dünya'nın hareketi elips şeklindeki eğrisel bir yörünge boyunca gerçekleştirilir. Merkezin Güneş ile hizalandığı ve eksenlerin belirli yıldızlara yönlendirildiği bu referans çerçevesi eylemsiz olarak kabul edilecektir.
Güneş merkezliye göre düz bir çizgide ve düzgün bir şekilde hareket edecek herhangi bir referans çerçevesininsistem eylemsizdir. Eğrisel hareket biraz hızlanma ile gerçekleştirilir.
Dünyanın kendi ekseni etrafında hareket ettiği gerçeği göz önüne alındığında, yüzeyiyle ilişkili olan referans çerçevesi, güneş merkezli hareketlere göre bir miktar ivme ile hareket eder. Böyle bir durumda, Dünya'nın yüzeyi ile bağlantılı olan referans çerçevesinin, güneş merkezliye göre ivme ile hareket ettiği ve dolayısıyla eylemsiz olarak kabul edilemeyeceği sonucuna varabiliriz. Ancak böyle bir sistemin ivmesinin değeri o kadar küçüktür ki çoğu durumda ona göre düşünülen mekanik olayların özelliklerini önemli ölçüde etkiler.
Teknik nitelikteki pratik sorunları çözmek için, Dünya'nın yüzeyiyle sıkı bir şekilde bağlantılı olan referans çerçevesini eylemsiz olarak kabul etmek gelenekseldir.
Galile Göreliliği
Tüm eylemsiz referans çerçeveleri, görelilik ilkesiyle tanımlanan önemli bir özelliğe sahiptir. Özü, seçilen referans çerçevesinden bağımsız olarak, aynı başlangıç koşulları altında herhangi bir mekanik olgunun aynı şekilde gerçekleştirilmesi gerçeğinde yatmaktadır.
İso'nun görelilik ilkesine göre eşitliği aşağıdaki hükümlerde ifade edilmektedir:
- Bu tür sistemlerde, mekanik yasaları aynıdır, dolayısıyla onlar tarafından tanımlanan, koordinatlar ve zaman cinsinden ifade edilen herhangi bir denklem değişmeden kalır.
- Devam eden mekanik deneylerin sonuçları, referans çerçevesinin durağan mı yoksa hareketsiz mi olacağını belirlemeyi mümkün kılar.doğrusal düzgün hareket. Herhangi bir sistem, diğeri aynı anda belirli bir hızda ona göre hareket ederse, koşullu olarak durağan olarak tanınabilir.
- Bir sistemden diğerine geçiş durumunda, mekaniğin denklemleri koordinat dönüşümlerine göre değişmeden kalır. Aynı fenomeni farklı sistemlerde tanımlayabilirsiniz, ancak fiziksel yapıları değişmez.
Problem çözme
İlk örnek.
Atalet referans çerçevesinin: a) Dünya'nın yapay bir uydusu; b) çocukların cazibesi.
Cevap. İlk durumda, uydu yörüngede yerçekimi kuvvetinin etkisi altında hareket ettiğinden, hareketsiz bir referans sistemi söz konusu değildir, bu nedenle hareket bir miktar hızlanma ile gerçekleşir.
Çekicilik ayrıca bir atalet sistemi olarak kabul edilemez, çünkü dönme hareketi bir miktar hızlanma ile gerçekleşir.
İkinci örnek.
Raporlama sistemi asansörle sıkı bir şekilde bağlantılıdır. Hangi durumlarda atalet olarak adlandırılabilir? Asansör: a) düşerse; b) eşit olarak yukarı doğru hareket eder; c) hızla yükselir d) eşit olarak aşağıya doğru yönlendirilir.
Cevap. a) Serbest düşüşte ivme belirir, bu nedenle asansörle ilişkili referans çerçevesi eylemsiz olmayacaktır.
b) Asansörün düzgün hareketi ile sistem eylemsizdir.
c) Bir miktar hızlanma ile hareket ederken, referans çerçevesi eylemsiz olarak kabul edilir.
d) Asansör yavaş hareket eder, ivmesi negatiftir, bu nedenlereferans atalet çerçevesini çağırın.
Sonuç
İnsanoğlu var olduğu tüm süre boyunca doğada meydana gelen olayları anlamaya çalışmıştır. Hareketin göreliliğini açıklamaya yönelik girişimler Galileo Galilei tarafından yapılmıştır. Isaac Newton, mekanikteki hesaplamalarda ana postüla olarak kullanılmaya başlayan eylemsizlik yasasını türetmeyi başardı.
Şu anda, vücut konumu algılama sistemi, gövdeyi, zamanı belirleme cihazını ve ayrıca koordinat sistemini içerir. Vücudun hareketli veya sabit olmasına bağlı olarak, belirli bir nesnenin konumunu istenen zaman diliminde karakterize etmek mümkündür.
