mozok.click

Розділ V

РУХ і взаємодія. закони збереження

Ви можете визначити шлях у разі руху з незмінною швидкістю, а тепер дізнаєтесь, як знайти подоланий тілом шлях, коли воно сповільнює або, навпаки, прискорює свій рух

Ви певно чули прислів'я «Як гукнеться, так і відгукнеться», а тепер дізнаєтесь, який закон Ньютона можна сформулювати саме так

Ви знаєте, що під час ходьби ви відштовхуєтеся

від поверхні дороги, а тепер дізнаєтеся, від чого відштовхується

ракета, рухаючись у космічному просторі

Ви знаєте, що швидкість руху автомобіля вимірюють спідометром, а тепер дізнаєтесь, як виготовити пристрій для вимірювання швидкості руху кулі

Ви знаєте про закон збереження енергії, а тепер дізнаєтеся про закон збереження імпульсу

Ви, мабуть, бачили по телевізору: на дорозі сталася аварія, і фахівці вимірюють гальмівний шлях. Навіщо? Щоб визначити швидкість руху автомобіля на початку гальмування, а також прискорення в ході гальмування. Ці дані потім використовують для з'ясування причини аварії: чи то водій перевищив дозволену швидкість, чи то несправними були гальма, чи, може, з автомобілем усе гаразд і винен, наприклад, пішохід, який порушив правила дорожнього руху. 

Ми вже говорили про геніального англійського вченого Ісаака Ньютона (1642-1727). За свої наукові заслуги він навіть одержав лицарське звання й титул лорда. «Природа для нього була відкритою книгою, яку він читав без зусиль», — писав про цього вченого А. Ейнштейн (18791955). У роботі «Математичні начала натуральної філософії» (1687 р.) Ньютон сформулював «аксіоми руху» — їх тепер називають законами Ньютона. Про перший закон Ньютона йтиметься в цьому параграфі.

У § 30 ви згадали умови, за яких тіло рухається рівномірно прямолінійно. А за яких умов тіло рухається рівноприскорено? Від чого залежить прискорення руху тіла? Відповіді на ці запитання свого часу дав І. Ньютон, сформулювавши другу аксіому руху. Про другий закон Ньютона — основний закон динаміки — йтиметься в цьому параграфі.

Ударте долонею об парту. Боляче? Але чому? Адже це ви били парту, а не парта вас. Потягніть свого товариша за руку, стоячи на гладенькому льоду. Хто зрушить із місця? Обидва? А чому? Адже це ви тягнули товариша, а не товариш вас. Чи зможете ви, вхопившись за волосся, витягти себе з води? Ні? Але чому? Ви ж зможете витягти в такий спосіб із води людину, яка навіть важча за вас. На ці та інші запитання вам допоможе відповісти третій закон Ньютона.

Кажуть, що І. Ньютон сам розповідав, як він зробив відкриття закону всесвітнього тяжіння. Якось науковець гуляв яблуневим садом і побачив у денному небі Місяць. У цей момент на його очах з гілки впало яблуко. Саме тоді вчений подумав про те, що, можливо, це одна сила змушує яблуко падати на землю, а Місяць залишатися на навколоземній орбіті.

Траєкторія руху м'яча, кинутого вертикально вгору або вниз, — пряма. Розбігшись, людина стрибає у воду — траєкторією руху людини буде вітка параболи. Ядро, випущене під кутом до горизонту, теж опише частину параболи. Рухи всіх цих тіл відбуваються тільки під дією сили тяжіння, тобто маємо справу з вільним падінням. Чому ж ці рухи так відрізняються? Причина — в різних початкових умовах.

Вивчаючи цей параграф, ви ознайомитеся з основними етапами розв'язання задач із динаміки, розглянете приклади розв'язання деяких ключових задач. Матеріал параграфа слід ретельно опрацювати, адже з подібними задачами ви будете зустрічатися в ході вивчення всього подальшого курсу фізики.

У XIV ст. французький філософ і механік Жан Буридан (1300-1358) розширив відоме у філософії поняття «impetus» (поштовх до чого-небудь, спонукання) для пояснення причини руху тіл. Він писав: «Людина, яка кидає камінь, рухає свою руку разом із ним, а під час стрільби з лука тятива деякий час рухається разом зі стрілою, штовхаючи стрілу

Завдяки чому можуть рухатися люди, автомобілі, тварини? Чому літають планери, птахи, метелики? Чому плавають риби, катери, підводні човни? Відповідь є простою: всі перелічені тіла від чогось відштовхуються: людина, тварина, автомобіль — від поверхні Землі; планери, птахи, метелики — від повітря; риби та катери — від води.