Введение в аналитическую динамику. Кирсанов А.А. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

11
Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ
Ãëàâà I
Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ
 ýòîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ ïîíÿòèÿ èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îò-
ñ÷¸òà, ñâîáîäíîé è íåñâîáîäíîé ñèñòåìû ìàòåðèàëüíûõ òî÷åê, ñâÿçåé è
èõ êëàññèôèêàöèè, âèðòóàëüíîé ñêîðîñòè, âèðòóàëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ
è âèðòóàëüíîé ðàáîòû, îáîáù¸ííûõ êîîðäèíàò è îáîáù¸ííûõ ñèë. Äëÿ
êàæäîãî ïîíÿòèÿ ðåøàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùàÿ åìó çàäà÷à. Íåêîòîðûå
ïîíÿòèÿ îïðåäåëÿþòñÿ â õîäå ðåøåíèÿ çàäà÷.
§1.1 Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ, èíåðöèàëüíàÿ ñèñòåìà
îòñ÷¸òà, ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè Ãàëèëåÿ
Âñå ïðîöåññû, ðàññìàòðèâàåìûå â ôèçèêå, ïðîèñõîäÿò â ïðîñòðàí-
ñòâå è âî âðåìåíè, ñâîéñòâà êîòîðûõ íàêëàäûâàþò îïðåäåë¸ííûå îãðà-
íè÷åíèÿ íà ïðîòåêàþùèå â íèõ ïðîöåññû.
 äàëüíåéøåì ìû áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî âñå ìåõàíè÷åñêèå ïðîöåññû
ïðîèñõîäÿò â ïðîñòðàíñòâå, ñâîéñòâà êîòîðîãî ïîä÷èíÿþòñÿ çàêîíàì
ãåîìåòðèè Åâêëèäà è íå çàâèñÿò îò ïðèñóòñòâèÿ â í¸ì ìàòåðèàëüíûõ
òåë. Âñå òî÷êè òàêîãî ïðîñòðàíñòâà ñîâåðøåííî ðàâíîçíà÷íû (ïðîñòðàí-
ñòâî îäíîðîäíî) è ìîæíî ãîâîðèòü ëèøü îá îòíîñèòåëüíîì ïîëîæåíèè
è îá îòíîñèòåëüíîì äâèæåíèè ìàòåðèàëüíûõ òåë â ïðîñòðàíñòâå. Â òà-
êîì ïðîñòðàíñòâå îòñóòñòâóþò è êàêèå-ëèáî âûäåëåííûå íàïðàâëåíèÿ
(ïðîñòðàíñòâî èçîòðîïíî).
Îäíîðîäíîñòü è èçîòðîïíîñòü ïðîñòðàíñòâà ñ òî÷êè çðåíèÿ ìàòå-
ìàòèêè îçíà÷àåò, ÷òî â ïðîñòðàíñòâå âîçìîæíû ïàðàëëåëüíûå ïåðåíî-
ñû è ïîâîðîòû, íå ìåíÿþùèå çàêîíîâ äâèæåíèÿ.
Îäíîðîäíîñòü âðåìåíè îçíà÷àåò, ÷òî ìû ìîæåì ïðîèçâîëüíî âû-
áèðàòü íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, òî åñòü ìîìåíò, ñ êîòîðîãî íà÷èíà-
åòñÿ îòñ÷¸ò âðåìåíè.
Êàê óæå îòìå÷àëîñü âûøå, ïîëîæåíèÿ è äâèæåíèå ìàòåðèàëüíûõ
òåë â ïðîñòðàíñòâå îòíîñèòåëüíû è, ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ èçó÷åíèÿ çàêî-
íîâ äâèæåíèÿ íàì íåîáõîäèìî äîãîâîðèòüñÿ, îòíîñèòåëüíî ÷åãî ìû áó-
Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ                                                 11



            Ãëàâà I
            Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ

     Â ýòîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ ïîíÿòèÿ èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îò-
ñ÷¸òà, ñâîáîäíîé è íåñâîáîäíîé ñèñòåìû ìàòåðèàëüíûõ òî÷åê, ñâÿçåé è
èõ êëàññèôèêàöèè, âèðòóàëüíîé ñêîðîñòè, âèðòóàëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ
è âèðòóàëüíîé ðàáîòû, îáîáù¸ííûõ êîîðäèíàò è îáîáù¸ííûõ ñèë. Äëÿ
êàæäîãî ïîíÿòèÿ ðåøàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùàÿ åìó çàäà÷à. Íåêîòîðûå
ïîíÿòèÿ îïðåäåëÿþòñÿ â õîäå ðåøåíèÿ çàäà÷.


      §1.1 Ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ, èíåðöèàëüíàÿ ñèñòåìà
           îòñ÷¸òà, ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè Ãàëèëåÿ

      Âñå ïðîöåññû, ðàññìàòðèâàåìûå â ôèçèêå, ïðîèñõîäÿò â ïðîñòðàí-
ñòâå è âî âðåìåíè, ñâîéñòâà êîòîðûõ íàêëàäûâàþò îïðåäåë¸ííûå îãðà-
íè÷åíèÿ íà ïðîòåêàþùèå â íèõ ïðîöåññû.
       äàëüíåéøåì ìû áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî âñå ìåõàíè÷åñêèå ïðîöåññû
ïðîèñõîäÿò â ïðîñòðàíñòâå, ñâîéñòâà êîòîðîãî ïîä÷èíÿþòñÿ çàêîíàì
ãåîìåòðèè Åâêëèäà è íå çàâèñÿò îò ïðèñóòñòâèÿ â í¸ì ìàòåðèàëüíûõ
òåë. Âñå òî÷êè òàêîãî ïðîñòðàíñòâà ñîâåðøåííî ðàâíîçíà÷íû (ïðîñòðàí-
ñòâî îäíîðîäíî) è ìîæíî ãîâîðèòü ëèøü îá îòíîñèòåëüíîì ïîëîæåíèè
è îá îòíîñèòåëüíîì äâèæåíèè ìàòåðèàëüíûõ òåë â ïðîñòðàíñòâå. Â òà-
êîì ïðîñòðàíñòâå îòñóòñòâóþò è êàêèå-ëèáî âûäåëåííûå íàïðàâëåíèÿ
(ïðîñòðàíñòâî èçîòðîïíî).
      Îäíîðîäíîñòü è èçîòðîïíîñòü ïðîñòðàíñòâà ñ òî÷êè çðåíèÿ ìàòå-
ìàòèêè îçíà÷àåò, ÷òî â ïðîñòðàíñòâå âîçìîæíû ïàðàëëåëüíûå ïåðåíî-
ñû è ïîâîðîòû, íå ìåíÿþùèå çàêîíîâ äâèæåíèÿ.
      Îäíîðîäíîñòü âðåìåíè îçíà÷àåò, ÷òî ìû ìîæåì ïðîèçâîëüíî âû-
áèðàòü íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, òî åñòü ìîìåíò, ñ êîòîðîãî íà÷èíà-
åòñÿ îòñ÷¸ò âðåìåíè.
      Êàê óæå îòìå÷àëîñü âûøå, ïîëîæåíèÿ è äâèæåíèå ìàòåðèàëüíûõ
òåë â ïðîñòðàíñòâå îòíîñèòåëüíû è, ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ èçó÷åíèÿ çàêî-
íîâ äâèæåíèÿ íàì íåîáõîäèìî äîãîâîðèòüñÿ, îòíîñèòåëüíî ÷åãî ìû áó-