Версия 14:53, 14 января 2011

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 8 класс>>Физика: Первый закон Ньютона

20 марта 1727 г. в возрасте 84 лет скончался гениальный английский ученый Исаак Ньютон. По указу короля Георга I ученого с большой пышностью похоронили в Лондоне, в усыпальнице королей - Вестминстерском аббатстве. В похоронной процессии приняли участие знатнейшие герцоги, пэры и графы Англии. После похорон Вольтер  написал: "Не так давно в одной знатной компании обсуждался избитый и пустой вопрос: кто был величайшим человеком - Цезарь, Александр, Тамерлан или Кромвель? Кто-то сказал, что таким человеком был, без сомнения, Исаак Ньютон И он был прав, так как мы должны благодарить Ньютона за то, что он овладел нашим разумом не насилием, а силой правды".

"Природа для него,- писал впоследствии Эйнштейн,- была открытой книгой, которую он читал без усилий". За свои научные заслуги Ньютон был возведен в рыцарское достоинство. И он мог с полным правом на своем смертном одре сказать: "Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше".
Ньютон родился в 1642 г., в год смерти Галилея. Родился он очень слабым и был так мал, что его можно было искупать в большой пивной кружке. Целую неделю его жизнь висела на волоске. Но судьбе было угодно, чтобы смерть была побеждена и ребенок остался жив.

В школе Ньютон учился поначалу плохо, занимая в списке успеваемости предпоследнее место. Однако после случившейся как-то драки с одноклассником он решил доказать, что может обойти того в списке успеваемости, и, увлекшись учебой, начинает обгонять одного за другим всех остальных учеников класса. Вскоре Исаак становится лучшим учеником школы.

В детстве Ньютон был склонен к мечтательности и задумчивости. Он увлекался стихами, рисовал и много мастерил: им были сконструированы солнечные и водяные часы, ветряная мельница, бумажный змей и др.

Единственным другом в его школьные годы была младшая сестра избитого им одноклассника. Много лет спустя она рассказала, что Исаак был "тихим, рассудительным и разумным мальчиком. Он никогда не играл с мальчиками во дворе и не участвовал в их грубых развлечениях". Оставаясь среди девочек, "он часто делал маленькие столики, чашечки и другие игрушки для нее и ее подружек, чтобы они могли складывать туда своих куколок и дешевые украшения".

В 1661 г. Ньютон поступает в Тринити-колледж Кембриджского университета. Через четыре года он становится бакалавром искусств.

В 1665 г. в Англии распространилась эпидемия чумы, спасаясь от которой жители городов начали уезжать в малонаселенные деревни. Ньютон также покидает Кембридж и возвращается в родную деревню. Два года, проведенные там, вдали от городской суеты, оказались для него очень плодотворными. В это время он сделал свои самые главные открытия: разработал новые методы в математике, создал теорию цветов, открыл закон всемирного тяготения и др. Однако полученные им тогда результаты были опубликованы лишь много лет спустя.

Итогом его многолетних исследований явился фундаментальный труд под названием "Математические начала натуральной философии". В предисловии к этой книге, вышедшей в 1687 г., Ньютон написал: "Сочинение это нами предлагается как математические основы физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления".

Книга Ньютона начиналась с определений основных понятий механики: массы, силы и т. д. После них шли "аксиомы или законы движения", на основе которых доказывались многочисленные следствия и теоремы.

Сформулированные Ньютоном аксиомы теперь называют законами Ньютона.

Первый закон Ньютона гласит:

Любое тело, до тех пор пока оно остается изолированным, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Подизолированным телом в этом законе имеется в виду частица (материальная точка), находящаяся бесконечно далеко от всех остальных тел Вселенной.

Первый закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчета. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. Если координатные оси провести через центр Солнца и при этом направить их на какие-либо одиночные удаленные звезды, то по отношению к такой системе отсчета скорость любого изолированного тела будет оставаться практически неизменной. Это означает, что систему отсчета, связанную с Солнцем и удаленными звездами, с достаточной точностью можно считать инерциальной. Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, не является инерциальной, так как относительно нее удаленные небесные тела (которые можно считать практически изолированными), вместо того чтобы двигаться по прямым линиям, совершают на небе суточные вращения. Не- инерциальность земной системы отсчета обусловлена вращением Земли вокруг своей оси и Солнца. Эти вращения, однако, происходят сравнительно медленно, и потому во многих случаях систему отсчета, связанную с Землей, можно считать приблизительно инерциальной.

Мы за тело отсчета будем принимать Землю. Законы Ньютона в этом случае будут выполняться лишь приблизительно, но для решения многих задач этой (не слишком высокой) точности будет достаточно.

Строго говоря, изолированных тел в природе не существует. Поэтому первый закон Ньютона описывает не реальную, а воображаемую ситуацию. В нем говорится о том, как двигалось бы тело, если бы все окружающие его тела вдруг оказались бесконечно далеко от него. До Ньютона существовали разные мнения: одни считали, что тело в этом случае перестало бы двигаться (так как исчезли тела, заставляющие его перемещаться), другие (вслед за Галилеем) придерживались иной точки зрения. Они считали, что лишь покоящееся вначале тело так и осталось бы в покое, но движущееся тело при этом продолжало бы двигаться по инерции с прежней скоростью.

Ньютон придерживался взглядов Галилея, что и отразил в своем первом законе.

Тел, находящихся на бесконечно большом расстоянии от всех остальных тел Вселенной, не существует. Но могут быть ситуации, когда это расстояние оказывается столь велико, что рассматриваемое тело с достаточной степенью точности можно считать изолированным. Так, например, космическая станция, находящаяся в пустом межзвездном пространстве, оказывается столь далеко от всех небесных тел, что ее движение можно описывать с помощью первого закона Ньютона. После выключения двигателей такая станция не останавливается, а продолжает двигаться (относительно Солнца и удаленных звезд) по прямой линии с неизменной скоростью. Именно так движутся сейчас автоматические межпланетные станции, покинувшие Солнечную систему.

??? 1. Чем отличается динамика от кинематики? 2. В чем заключается первый закон Ньютона? 3. Относительно какого тела рассматривается движение в первом законе Ньютона? 4. Какие тела называют изолированными? Существуют ли они в природе? 5. Что вы можете сказать об ускорении изолированного тела? 6. Чем отличаются взгляды Галилея и Ньютона на движение изолированных тел от представлений их предшественников? 7. Что такое система отсчета? 8. Какие системы отсчета называют инерциальными?



С.В. Громов, Н.А. Родина, Физика 8 класс

Отослано читателями из интернет-сайтов

Онлайн библиотека с учебниками и книгами на скачку беcплатно, планирование урока физики, школьный календарный план. Тесты физики, домашнее задание, ответы на тесты. Всё для учителя и школьникам на помощь в подготовке к домашней работе. 

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.