Кто открыл инерцию. Кто открыл закон инерции? IV закон, сформулированный Ньютоном – это закон всемирного тяготения

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Современная формулировка закона:

История

Древнегреческие учёные, судя по дошедшим до нас сочинениям, размышляли о причинах совершения и прекращения движения. В «Физике» Аристотеля (IV век до н. э.) приводится такое рассуждение о движении в пустоте :

Однако сам Аристотель считал, что пустота в природе не может существовать, и в другом его труде, «Механике», утверждается :

Наблюдения действительно показывали, что тело останавливалось при прекращении действия толкающей его силы. Естественное противодействие внешних сил (сил трения, сопротивления воздуха и т. п.) движению толкаемого тела при этом не учитывалось. Поэтому Аристотель связывал неизменность скорости движения любого тела с неизменностью прилагаемой к нему силы.

Только через два тысячелетия Галилео Галилей (1564-1642) смог исправить эту ошибку Аристотеля. В своем труде «Беседы о двух новых науках» он писал :

Это суждение нельзя вывести непосредственно из эксперимента, так как невозможно исключить все внешние влияния (трение и т. п.). Поэтому, здесь Галилей впервые применил метод логического мышления, базирующийся на непосредственных наблюдениях и подобный математическому методу доказательства «от противного». Если наклон плоскости к горизонтали является причиной ускорения тела, движущегося по ней вниз, и замедления тела, движущегося по ней вверх, то, при движении по горизонтальной плоскости, у тела нет причин ускоряться или замедляться, и оно должно пребывать в состоянии равномерного движения или покоя.

Таким образом, Галилей просто и ясно доказал связь между силой и изменением скорости (ускорением), а не между силой и самой скоростью, как считал Аристотель и его последователи. Это открытие Галилея вошло в науку как Закон инерции . Надо отметить, что Галилей допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). В современном виде закон инерции сформулировал Декарт . Ньютон включил закон инерции в свою систему законов механики как первый закон .

Смежные понятия

Инертность - свойство тела в большей или меньшей степени препятствовать изменению своей скорости относительно инерциальной системы отсчёта при воздействии на него внешних сил. Мерой инертности в физике выступает инертная масса .

См. также

Литература

• Лич Дж. У. Классическая механика. М.: Иностр. литература, 1961.
• Спасский Б. И. . История физики. М., «Высшая школа», 1977.
  • Том 1. Часть 1-я; Часть 2-я
  • Том 2. Часть 1-я; Часть 2-я
• Кокарев С. С. Три лекции о законах Ньютона. Ярославль. Сб. трудов РНОЦ Логос, вып. 1, 45-72, 2006.

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Антонимы :

Смотреть что такое "Инерция" в других словарях:

- (лат. inertia, от iners безыскусственный). Общее физическое свойство тел: неспособность самопроизвольно изменять свое положение как при покое, так и при движении. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910.… … Словарь иностранных слов русского языка

См. Масса. Философский энциклопедический словарь. 2010. ИНЕРЦИЯ (от лат. inertia – бездействие) – в механике … Философская энциклопедия

Инерция - Инерция ♦ Inertie Как ни парадоксально звучит, но инерция это прежде всего сила – сила тела сохранять свое положение в движении или покое. Действительно, согласно принципу инерции материальный объект сам по себе сохраняет состояние покоя или … Философский словарь Спонвиля

инерция - и, ж. inertie <лат. inertia. 1. Свойство тел сохранять состояние покоя или движения, пока какая н. сила не выведет их из этого состояния. БАС 1. < Лошадь> отдалась силе инерции, которая перенесла ее далеко за канаву. Толст. А. Каренина.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

См. лень … Словарь синонимов

- (от лат. inertia бездействие) (инертность), в механике свойство матер. тел, находящее отражение в 1 м и 2 м Ньютона законах механики. Когда внеш. воздействия на тело (силы) отсутствуют или взаимно уравновешиваются, И. проявляется в том, что тело… … Физическая энциклопедия

То же, что инертность … Большой Энциклопедический словарь

всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока оно не будет вынуждено изменить его под действием каких-то сил.

II закон . Этот закон по праву является ядром механики. Он связывает изменение импульса тела (количества движения) с действующей на него силой , т.е. изменение импульса тела в единицу времени равно действующей на него силе и происходит в направлении ее действия. Так как в механике Ньютона масса не зависит от скорости (в современной физике, как мы впоследствии увидим, это не так), то

, где а – ускорение противодействия равны по величине и противоположны по направлению. Масса в этом выражении предстает как мера инертности . Нетрудно увидеть, что при постоянной силе воздействия ускорение, которое можно придать телу тем меньше, чем больше его масса.

III закон отражает тот факт, что действие тел всегда носит характер взаимодействия, и что силы действия и противодействия равны по величине и противоположны по направлению.

IV закон, сформулированный Ньютоном – это закон всемирного тяготения.

Логическая цепочка этого открытия может быть выстроена следующим образом. Размышляя о движении Луны, Ньютон сделал вывод, что она на орбите удерживается той же силой, под действием которой камень падает на землю, т.е. силой тяготения: «Луна тяготеет к Земле и силою тяготения постоянно отклоняется от прямолинейного движения и удерживается на своей орбите». Используя формулу своего современника Гюйгенса для центростремительного ускорения и астрономические данные, он нашел, что центростремительное ускорение Луны в 3600 раз меньше ускорения падения камня на Землю. Поскольку расстояние от центра Земли до центра Луны в 60 раз больше радиуса Земли, то можно предположить, что сила тяготения убывает пропорционально квадрату расстояния. Затем, на основе законов Кеплера, описывающих движение планет, Ньютон распространяет этот вывод на все планеты. («Силы, которыми главные планеты отклоняются от прямолинейного движения и удерживаются на своих орбитах, направлены к Солнцу и обратно пропорциональны квадратам расстояний до центра его »).

Наконец, высказав положение о всеобщем характере сил тяготения и одинаковой их природе на всех планетах, показав, что «вес тела на всякой планете пропорционален массе этой планеты», установив экспериментально пропорциональность массы тела и его веса (силы тяжести), Ньютон делает вывод, что сила тяготения между телами пропорциональна массе этих тел. Так был установлен знаменитый закон всемирного тяготения, который записывается в виде:

Где g - гравитационная постоянная, впервые определенная экспериментально в 1798 г. Г. Кавендишем. По современным даннымg = 6,67*10 -11 Н×м 2 /кг 2 .

Важно отметить, что в законе всемирного тяготения масса выступает в качестве меры гравитации , т.е. определяет силу тяготения между материальными телами.

Важность закона всемирного тяготения состоит в том, что Ньютон, таким образом, динамически обосновал систему Коперника и законы Кеплера.

Примечание. О том, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния, догадывались некоторые ученые и до Ньютона. Но только Ньютон сумел логически обосновать и убедительно доказать этот закон с помощью законов динамики и эксперимента.

Следует обратить внимание на важный факт, свидетельствующий о глубокой интуиции Ньютона. Фактически Ньютон установил пропорциональность между массой и весом , что означало, что масса является не только мерой инертности, но мерой гравитации . Ньютон отлично понимал важность этого факта. В своих опытах он установил, что масса инертная и масса гравитационная совпадают с точностью до 10 -3 . Впоследствии А. Эйнштейн, считая равенство инерционной и гравитационной масс фундаментальным законом природы , положил его в основу общей теории относительности, или ОТО. (Интересно, что в период создания ОТО это равенство было доказано с точностью до 5×10 -9 , а в настоящее время оно доказано с точностью до 10 -12‑ .)

В третьей части книги Ньютон изложил Общую Систему Мира и небесную механику, в частности, теорию сжатия Земли у полюсов, теорию приливов и отливов, движения комет, возмущения в движении планет и т.д. на основе закона всемирного тяготения.

Утверждение Ньютона о том, что Земля сжата у полюсов, было экспериментально доказано в 1735-1744 гг. в результате измерения дуги земного меридиана в экваториальной зоне (Перу) и на севере (Лапландия) двумя экспедициями Парижской Академии наук.

Следующим большим успехом закона всемирного тяготения было предсказание ученым Клеро времени возвращения кометы Галлея. В 1682 г. Галлей открыл новую комету и предсказал ее возвращение в сферу земного наблюдения через 76 лет. Однако в 1758 г. комета не появилась, и Клеро сделал новый расчет времени ее появления на основе закона всемирного тяготения с учетом влияния Юпитера и Сатурна. Назвав время ее появления – 4 апреля 1759 г., Клеро ошибся всего на 19 дней.

(Успехи теории тяготения в решении проблем небесной механики продолжались и в 19 веке. Так в 1846 г. французский астроном Леверье писал своему немецкому коллеге Галле: «направьте ваш телескоп на точку эклиптики в созвездии Водолея на долготе 326 градусов, и вы найдете в пределах одного градуса от этого места новую планету с заметным диском, имеющую вид звезды приблизительно девятой величины.» Эта точка была вычислена Леверье и независимо от него Адамсом (Англия) на основе закона всемирного тяготения при анализе наблюдаемых «неправильностей» в движении Урана и предположения, что вызываются они влиянием неизвестной планеты. И действительно, 23 сентября 1846 г. Галле в указанной точке неба обнаружил новую планету. Так родились слова «Планета Нептун открыта на кончике пера».)

К началу документа

Закон инерции

А.И. Сомсиков

Выявлена ошибочность понимания 1-го закона физики, называемого также первым законом Ньютона или законом инерции Галилея.

Закон инерции Галилея, называемый также первым законом Ньютона, в применяемой формулировке означает примерно следующее: "В отсутствие силы движение тела является равномерным, прямолинейным, не ограниченным во времени и пространстве".

Поскольку обе эти неограниченности практически не проверяемы, предложенное Галилеем доказательство этому является чисто логическим.

Поставленный эксперимент является наблюдением движения тела по наклонной плоскости с положительным и отрицательным углами наклона, соответствующими скатыванию тела вниз или его вкатыванию наверх.

Наблюдение обнаруживает при этом наличие ускорений противоположных знаков.

Отсюда следует, что нулевому углу наклона должно соответствовать нулевое ускорение, т.е. равномерное движение, не ограниченное во времени и пространстве, другими словами - вечное и бесконечное.

Этот логический вывод выглядит безупречным даже с учетом того, что реальные движения ограничены.

Просто им приписывается небольшое отрицательное ускорение, вызванное постулируемым сопротивлением трения тела с опорной плоскостью вследствие их касания.

Поскольку научное исследование сродни криминальному расследованию, на языке детективов это называется ложным следом, призванным отвлечь внимание. Абсолютно второстепенное наблюдение, лишь имитирующее предельную его тщательность, уводя внимание наблюдателя от действительно крупной логической ошибки. И что поистине удивительно – легкость, с какой заглатывается эта наживка, по которой все дружно и устремляются.

В самом деле, ведь этим предполагается, что в отсутствие касания тел, создающего это трение, ускорение было бы действительно нулевым.

Но возможен ли подобный вывод?

Прежде всего, в эксперименте не выполнено исходное требование - отсутствия силы.

В нем эта сила имеется, хотя и компенсируется противодействующей силой со стороны плоской поверхности. Но это ведь означает, что устранение касания тел также устраняет и силу противодействия как требуемое условие компенсации силы. А значит – и требуемое условие предполагаемого равенства нулю ускорения.

Но даже и в идеальном случае – при сохранении касания тел (необходимого для создания уравновешивающей силы противодействия) и полном отсутствии сопротивления трения (т.е. в условиях умственного эксперимента) верен ли этот логический вывод - равенства нулю ускорения?

Рассматриваемое движение направлено перпендикулярно действующим силам.

Сила противодействия плоской поверхности всегда ей и движению перпендикулярна, а компенсируемая исходная сила?

При условии не ограниченности движения во времени и пространстве?

Речь ведь идет о силе земного тяготения.

Она же является центрированной в направлении действующего ускорения, т.е. в начало инерциальной системы отсчета ИСО, совмещаемое с центром масс, в данном случае - с центром Земли.

Требуется иметь перпендикулярность ускорения, вызванного притяжением, опорной плоскости.

В исходном положении это условие выполняется.

При неограниченном же пространственном перемещении ускорение приобретает угловой поворот в сторону начала отсчета ИСО, вследствие чего его проекция на направление движения в общем случае имеет ненулевое значение.

Эта проекция оказывает тормозящее воздействие на движение, причем уже без всякого трения.

Этим нарушается требование отсутствия силы в направлении движения или ее перпендикулярности этому направлению.

Следовательно, предполагаемая неограниченность во времени и пространстве равномерного прямолинейного движения оказывается невозможной.

Эксперимент Галилея выполняется лишь в ограниченном их масштабе, а его постулируемая неограниченность является абсолютно недопустимой экстраполяцией.

Из этого также следует, что условием равномерности движения является непрерывное сохранение его направленности, перпендикулярной ускорению.

Такое сохранение возможно в одном единственном случае движения тела по окружности с радиусом кривизны, сохраняющим постоянство значения относительно начала отсчета ИСО.

Следовательно, истинный логический вывод, непосредственно вытекающий из эксперимента Галилея, гласит: "при наличии центрированной силы, компенсируемой противоположно направленной силой, движение тела является равномерным вращением относительно начальной точки ИСО, не ограниченным во времени и пространстве".

При снятии касания с поверхностью, заменяемого центробежной силой, это ведь собственно и наблюдается в бесчисленных примерах таких вращений от Луны и прочих объектов космического масштаба до микромира, представленного масштабом атома.

А как же все-таки быть с действительным, истинным отсутствием силы?

Модернизируем эксперимент Галилея, пусть даже и просто мысленно.

Для этого нужно, чтобы движение, перпендикулярное силе притяжения, было на таком расстоянии от начала отсчета ИСО, при котором значением этой силы можно было просто пренебречь.

Этого всегда можно добиться соответствующим выбором достаточно большого масштаба.

Такое движение может действительно оставаться равномерным и прямолинейным на неограниченном масштабе пространства и времени, в рассматриваемой ИСО.

Ну а сама эта ИСО пространственно неподвижна?

Нет, она тоже движется, причем ускоренно, но только в другой ИСО, образуемой, например, солнечной системой.

Следовательно, и рассматриваемое движение, являющееся равномерным в исходной ИСО, оказывается ускоренным в другой ИСО.

Можно продолжить мысленный эксперимент, удаляя это движение еще дальше, на таком расстоянии от солнечной системы, при котором его движение в этой ИСО окажется уже равномерным. Но это, во-первых, будет происходить не в исходной "галилеевской" (земной) ИСО, где оно по-прежнему останется ускоренным.

А во-вторых, сама солнечная система в свою очередь ускоренно движется относительно центра нашей Галактики, образующего третью ИСО.

Можно продолжить увеличение космического масштаба галилеевского равномерного и прямолинейного движения выводя его уже за пределы Галактики.

Но даже и это вовсе не означает что, во-первых, движение останется равномерным в уже оставленных ранее земной и солнечной ИСО.

А во-вторых, сама Галактика в свою очередь может ускоренно двигаться в системе других галактик относительно иного центра, образуемого ближайшим или удаленным их окружением.

Таким образом, выясняется, что закон инерции Галилея или же первый закон механики Ньютона (и первый закон физики вообще) не выполняется не только на ограниченном масштабе, но и в неограниченном, а попросту говоря - нигде и никогда, ввиду центрированности сил тяготения, так что его логическое обоснование является целиком ошибочным.

Странно, что эта ошибка до сих пор оставалась незамеченной.

Это вообще особенность старых наук: рассуждения, которые были бы немедленно опровергнуты, случись предъявить их ныне, спокойно существуют, будучи не замеченными по истечении известного времени, когда исследователям даже и в голову не приходит подвергнуть их повторной логической экспертизе.

Нужна, возможно, особая независимость мышления, чтобы пускаться в путь, считающийся давно уже пройденным, без всяких мыслей о гарантированных его "результатах", из одной лишь любви к научной истине.

А между тем впервые ведь начали самостоятельно рассуждать притом, конечно, отнюдь не сразу безукоризненно и даже не слишком уверенно совсем недавно - каких-то лет триста назад!

Так что сама возможность неточностей и даже просто ошибок для имеющих опыт самостоятельных рассуждений представляется весьма вероятной и даже почти неизбежной.

Невероятно было бы их вовсе не обнаружить, конечно, при некоторой тщательности анализа.

Пока же ищут (безрезультатно) у Эйнштейна, в то время как стоило бы начать с Ньютона или Коперника.

Эйнштейн это конечно кризис, но очень поздний, заложенный много раньше его предшественниками первопроходцами.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sciteclibrary.ru

1-ый закон Ньютона либо закон инерции был установлен Галилео Галилеем в 1632 году, но строго сформулирован только Исааком Ньютоном в 1686 году. Он является первым из 3-х законов традиционной механики и в современной формулировке он звучит так:

Есть такие системы отсчета, относительно которых тело (вещественная точка) при отсутствии на нее наружных воздействий (либо при их обоюдной компенсации) сохраняет состояние покоя либо равномерного прямолинейного движения. (Источник)

К этой формулировке обычно добавляют: такие системы отсчета именуются инерциальными. Следовательно, 1-ый закон Ньютона является определением и утверждением о существовании инерциальных систем отсчета. Но этот смысл нередко упускается в простых учебниках физики, где нередко есть возможность повстречать такие формулировки:

Всякое тело, свободное от воздействия других тел, сохраняет свою скорость постоянной. (Источник)

Подобные формулировки порождают неверное воспоминание, как будто 1-ый закон Ньютона является только личным случаем второго, утверждающего, что ускорение тела пропорционально действующей на него силе. Следует, но, отметить, что такие формулировки формально следуют Ньютону, у которого нет очевидно сформулированного понятия системы отсчета и представления о существовании различных типов систем отсчета. Вот формулировка первого закона у Ньютона:

Всякое тело продолжает удерживаться в собственном состоянии покоя либо равномерного прямолинейного движения, пока и так как оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние. (Исаак Ньютон, Математические начала натуральной философии, М., Наука, 1989, пер. с лат. акад. А.Н. Крылова)

Уникальная (латинская) формулировка первого закона:

Corpus omne preseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare. (Там же)

Источники:

Кто открыл закон инерции?

1-ый закон Ньютона либо закон инерции был установлен Галилео Галилеем в 1632 году, но строго сформулирован только Исааком Ньютоном в 1686 году. Он является первым из 3-х законов традиционной механики и в современной формулировке он звучит так: Есть такие системы отсчета, относительно которых тело (вещественная точка) при отсутствии на нее наружных воздействий (либо при их...

Как звучит первое правило механики, и кто открыл закон инерции? Правда ли, что этим вопросом занимался не один ученый?

Когда и кем открыт закон инерции?

В 1632 году Галилео Галилей открыл одну из трех закономерностей классической механики. Его доработку завершил Исаак Ньютон, произошло это в 1686 году. Формулировка правила звучит так:

Таким образом, дается понятие системы отсчета в физике. Закономерность была установлена в результате практических наблюдений и выявления закономерностей в физических свойствах объектов. Сделанные выводы применимы только в отношении предметов, движущихся на малой скорости. К явлениям, происходящим при показателях движения света, эти не применимы.

Динамика – это раздел механики о взаимодействии тел. Помимо первого закона, доработанного Ньютоном, также выделяется второй – описанный Декартом в его труде "Начала" в 1644 году. Закономерности третьего установлены Христианом Гюйгенсом в 1669 году.

Суть закона состоит в следующем: рассматривается изолированное тело, имеющее изоляцию от других предметов внешнего мира и их воздействия. Покой имеет относительную величину, поскольку колебание объекта в разных системах отсчета достигает разных значений. В одной отмечается покой или движение с постоянным показателем, в другой – с ускорением согласно установленного модуля по заданному направлению.

В первом законе динамики выделяется класс - инерциальные системы. Поскольку движение возникает при воздействии на предмет других объектов, то при его последующей изоляции тело сохраняет модуль и направленность движения – и это явление называется инерция. Ее проявления именуют "Первым законом Ньютона".

Когда закон нарушается?

Указанный механизм действия распространяется на все объекты, находящиеся на поверхности или . При отклонениях отмечается нарушение закона Ньютона, что обусловлено вращением планеты вокруг оси. В качестве примера проявления свойств неинерциальной системы служит проявление механических законов в поведении изобретения Фуко. Предмет представляет собой шар-маятник, закрепленный на тонкой нити и раскаченный до колебаний небольшой амплитуды. Если бы предмет находился в инерционной системе, то плоскость качания отличалась бы стабильностью. Однако из-за движения вокруг собственности оси Земли она смещается.

Таким образом, известно, кто открыл закон инерции первого порядка. Именно он стал основанием для создания базовых правил механики и установлению новых закономерностей в физике.