autochina-russia.ru и www gaminatorslots com это микс позитивного настроения и быстрых выигрышей

Закон сохранения энергии — результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М. В. Ломоносову (1711—1765), изложившему закон сохранения материи и движения, а количественная формулировка закона сохранения энергии дана немецким врачом Ю. Майером (1814—1878) и немецким естествоиспытателем Г. Гельмгольцем (1821—1894).

Рассмотрим систему материальных точек массами m1, m2,..., mn, движущихся со скоростями v1, v2,..., vn. Пусть , ,...,  — равнодействующие внутренних консервативных сил, действующих на каждую из этих точек, a F1, F2, ..., Fn — равнодействующие внешних сил, которые также будем считать консервативными. Кроме того, будем считать, что на материальные точки действуют еще и внешние неконсервативные силы; равнодействующие этих сил, действующих на каждую из материальных точек, обозначим f1, f2, ..., fn. При v<<c массы материальных точек постоянны и уравнения второго закона Ньютона для этих точек следующие:

Двигаясь под действием сил, точки системы за интервал времени dt совершают перемещения, соответственно равные dr1, dr2, ..., drn. Умножим каждое из уравнений скалярно на соответствующее перемещение и, учитывая, что dri==vi dt, получим

Сложив эти уравнения, получим

  (13.1)

Первый член левой части равенства (13.1)

где dT — приращение кинетической энергии системы. Второй член   равен элементарной работе внутренних и внешних консервативных сил, взятой со знаком минус, т. е. равен элементарному приращению потенциальной энергии dП системы (см. (12.2)).

Правая часть равенства (13.1) задает работу внешних неконсервативных сил, действующих на систему. Таким образом, имеем

  (13.2)

При переходе системы из состояния 1 в какое-либо состояние 2

т. е. изменение полной механической энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно работе, совершенной при этом внешними неконсервативными силами. Если внешние неконсервативные силы отсутствуют, то из (13.2) следует, что

d (T+П) = 0,

откуда

  (13.3)

т. е. полная механическая энергия системы сохраняется постоянной. Выражение (13.3) представляет собой закон сохранение механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т. е. не изменяется со временем.

Механические системы, на тела которых действуют только консервативные силы (внутренние и внешние), называются консервативными системами. Закон сохранения механической энергии можно сформулировать так: в консервативных системах полная механическая энергия сохраняется.

Закон сохранения механической энергии связан с однородностью времени. Однородность времени проявляется в том, что физические законы инвариантны относительно выбора начала отсчета времени. Например, при свободном падении тела в поле сил тяжести его скорость и пройденный путь зависят лишь от начальной скорости и продолжительности свободного падения тела и не зависят от того, когда тело начало падать.

Существует еще один вид систем — диссипативные системы, в которых механическая энергия постепенно уменьшается за счет преобразования в другие (немеханические) формы энергии. Этот процесс получил название диссипации (или рассеяния) энергии. Строго говоря, все системы в природе являются диссипативными.

В консервативных системах полная механическая энергия остается постоянной. Могут происходить лишь превращения кинетической энергии в потенциальную и обратно в эквивалентных количествах так, что полная энергия остается неизменной. Этот закон не есть просто закон количественного сохранения энергии, а закон сохранения и превращения энергии, выражающий и качественную сторону взаимного превращения различных форм движения друг в друга. Закон сохранения и превращения энергии — фундаментальный закон природы, он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для систем микротел.

В системе, в которой действуют также неконсервативные силы, например силы трения, полная механическая энергия системы не сохраняется. Следовательно, в этих случаях закон сохранения механической энергии несправедлив. Однако при «исчезновении» механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида. Таким образом, энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии — сущность неуничтожимости материи и ее движения.

При этом физические принципы выводились на основе эмпирических данных и индуктивных умозаключений, а физические гипотезы по возможности заменялись математизированными аксиомами или постулатами. Это обусловило исчезновение качественных зависимостей в описании явлений, отсутствие взаимосвязи свойств в телах, противоречивость постулатов и появление различных представлений о качественно одинаковых процессах.

Поскольку Ньютон полагал, что Земля, как и вся окружающая природа, сотворены Богом и в своем движении подчиняются количественным законам, установленным Всевышним, задача науки заключалась в том, чтобы «...найти такие начала, которые были бы совместимы с верой людей в Бога...». И поэтому если какие-то явления или взаимодействия не согласуются качественно (например, существование эфира не влияет на движение тел в нем), то так оно и было задумано Творцом, и это надо принимать как данность, хотя и стремиться понять механику этой данности. Гносеология механицизма предполагала существование не связан-ных свойств и явлений, их самостоятельность, возможность при некоторых обстоятельствах возникать и исчезать.

В этих условиях взаимосвязь между основами или началами механики могла осуществляться только посредством постулирования ее в самих началах. И что удивительно — это постулирование на основах механицизма выглядело естественным, незаметным, не вызывало возражения и даже попыток качественного обоснования. Более того, авторы, включая Ньютона, совершенно не замечали, что выдвигаемые ими начала являются постулатами и гипотезами, а потому требуют качественного обоснования. Наоборот, поскольку построенная на этих началах теория стала давать очень точные количественные описания поведения реальных тел, они автоматически становились обоснованными самым серьезным критиком — экспериментом. И проблемой оказывалась уже не гносеологическая проверка основ, а наоборот — дальнейшее развитие теории, обеспечивающей удивительно достоверные предсказания. И само содержание начал механики уже не вызывало ни малейшего сомнения в своей истинности.

Так же, как и работа Аристотеля, основной труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» [2] открывается установлением основных понятий и принципов, в качестве которых выступают определения, аксиомы или законы движения, разбавленные поучениями. Именно эта часть «Начал» обусловливает отличную от аристотелевской гносеологическую направленность всего произведения и именно здесь сформулировано большинство понятий.

Не останавливаясь на рассмотрении всех понятий (начал) механики Ньютона (поскольку они достаточно известны и часть их приведена в табл. 1 и в следующем разделе), отмечу, что почти все они противоречат законам диалектики, а в самой механике отсутствует категория качества, обусловливающая системную взаимосвязь свойств  тел, участвующих во взаимодействиях. Можно указать, например, на отсутствие этой категории в трактовании закона взаимного притяжения тел. Этот закон предполагает, что при подъеме тела над поверхностью Земли, сопровождаемом изменением напряженности внешнего гравиполя, никаких перемен в структуре и свойствах поднимаемого (опускаемого) тела не происходит. В результате констатируется независимость свойств тела от его состояния, разрывается система взаимосвязи притягиваемых тел с внешним гравиполем, тела обосабливаются от своих свойств и в первую очередь от массы. Вследствие этого в описании изменяется физическое понимание взаимодействия, исчезает его наглядность.

Сопоставление начал Аристотеля и Ньютона приводится в прилагаемой табл. 1, в которую, для сравнения, включены понятия, составляющие основу современных физических представлений и их соответствие диалектическим предста-влениям. Таблица производит удивительное впечатление:

во-первых, начала Аристотеля и начала, не противоречащие принципам и законам диалектики, разделенные более чем двумя тысячелетиями, оказываются практически совместимыми;

во-вторых, ни одно из современных физических понятий, составляющих основу физики, несовместимо с диалектикой;

в-третьих, начала Ньютона и современные начала физики практически идентичны, а отсюда логично сделать вывод, что в гносеологии современной физики заложены механистические постулаты.

Поскольку физика претендует на роль научного направления, адекватно отображающего природу, а природа, по нашим представлениям, является основанием для выводов законов диалектики, возникает дилемма:

• либо диалектические законы и категории неадекватно отражают сущность природных явлений, и эти законы надлежит незамедлительно откорректировать;

• либо физика, имеющая своим основанием некорректно постулированные начала Ньютона, должна изменить свой понятийный аппарат с учетом диалектики.

Из вышеизложенного следует, что начала механики Ньютона базируются на взаимно компенсирующих диалектически не связанных логических постулатах, образующих замкнутую математизированную систему. Эта система обусловливает описание отграниченной области физических

Физика — наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Изучаемые физикой формы движения материи (механическая, тепловая и др.) присутствуют во всех высших и более сложных формах движения материи (химических, биологических и др.). Поэтому они, будучи наиболее простыми, являются в то же время наиболее общими формами движения материи. Высшие и более сложные формы движения материи — предмет изучения других наук (химии, биологии и др.).

Механика — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.

Скорость Для характеристики  движения материальной точки вводится векторная величина — скорость, которой определяется как быстрота движения, так и его направление в данный момент времени.

Угловая скорость и угловое ускорение Рассмотрим твердое тело, которое вращается вокруг неподвижной оси. Тогда отдельные точки этого тела будут описывать окружности разных радиусов, центры которых лежат на оси вращения. Пусть некоторая точка движется по окружности радиуса R

Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела Первый закон Ньютона. Масса. Сила Динамика является основным разделом механики, в ее основе лежат три закона Ньютона, сформулированные им в 1687 г. Законы Ньютона играют исключительную роль в механике и являются (как и все физические законы) обобщением результатов огромного человеческого опыта. Их рассматривают как систему взаимосвязанных законов и опытной проверке подвергают не каждый отдельный закон, а всю систему в целом.

Третий закон Ньютона Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется третьим законом Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки

Закон сохранения импульса. Центр масс Для вывода закона сохранения импульса рассмотрим некоторые понятия. Совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое, называется механической системой. Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются — внутренними. Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними. Механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой (или изолированной). Если мы имеем механическую систему, состоящую из многих тел, то, согласно третьему закону Ньютона, силы, действующие между этими телами, будут равны и противоположно направлены, т. е. геометрическая сумма внутренних сил равна нулю.

Уравнение движения тела переменной массы Движение некоторых тел сопровождается изменением их массы, например масса ракеты уменьшается вследствие истечения газов, образующихся при сгорании топлива, и т. п.

Работа и энергия Энергия, работа, мощность Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется (например, горячее тело нагревает холодное), в других — переходит в иную форму (например, в результате трения механическое движение превращается в тепловое). Однако существенно, что во всех случаях энергия, отданная (в той иди иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом.

Графическом представление энергии Во многих задачах рассматривается одномерное движение тела, потенциальная энергия которого является функцией лишь одной переменной (например, координаты х), т. е. П=П (х). График зависимости потенциальной энергии от некоторого аргумента называется потенциальной кривой. Анализ потенциальных кривых позволяет определить характер движения тела.


На главную