Закон сохранения импульса является следствием законов Ньютона, являющихся основными за­конами динамики. Однако этот закон универсален и имеет место и в мик­ромире, где законы ньютона неприменимы



Скачать 263,5 Kb.
страница1/6
Дата09.02.2020
Размер263,5 Kb.
#138884
ТипЗакон
  1   2   3   4   5   6
Связанные:
ксе-2



Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный университет экономики и управления


Номер группы:__ФКО 02 И_________________________________________
Наименование специальности: финансы и кредит________________________
Студент: Коновалова Жанна Юрьевна________________________________
Номер зачетной книжки: 103612_______________________________________
Учебная дисциплина: концепции современного естествознания____________
Кафедра: кафедра современного естествознания и наукоемких технологий
Номер варианта контрольной работы:__2_______________________________
Дата регистрации институтом: «_____» _________________________200___г.
Дата регистрации кафедрой: «_____» ________________________200____г.
Проверил: _________________________________________________________

1.2. Покажите последовательным выводом, что закон сохранения импульса в классической механике органично связан с основным законом динамики Ньютона. На какое расстояние сместится неподвижная лодка (длиной 5 м и массой 280 кг), если человек (массой 70 кг) перейдет с ее носа на корму? Сопротивлением воды пренебречь. Как этот закон сохранения связан со свойствами симметрии пространства-времени?

Момент импульса системы тел сохраняется неизменным при любых взаимодействиях внутри системы, если результирующий момент внешних сил, действующих на нее, равен нулю.

Закон сохранения импульса является следствием законов Ньютона, являющихся основными за­конами динамики. Однако этот закон универсален и имеет место и в мик­ромире, где законы ньютона неприменимы.

Следствия:



  1. В случае изменения скорости вращения одной части системы другая также изменит скорость вращения, но в противоположную сторону таким образом, что момент импульса системы не изменится; При движении человека, находящегося на поверхности диска, по окружности с центром, совпадающим с центром масс диска, последний начинает поворачиваться в сторону, противоположную движению человека относительно Земли.

  2. Если момент инерции системы в процессе вращения изменяется, то изменяется и ее угловая скорость таким образом, что момент импульса системы останется тем же самым;

  3. В случае, когда сумма моментов внешних сил относительно некоторой оси равняется нулю, момент импульса системы относительно этой же оси остается постоянным.

Согласно закону сохранения импульса:

S= m :(m + M) × l = 70 : (70 + 280) × 5 = 1 м.

Неподвижная лодка (длиной 5 м и массой 280 кг) сместится на 1 метр, если человек (массой 70 кг) перейдет с ее носа на корму

Импульсом тела или количеством движения называют произведение массы тела на его скорость. P – векторная величина. Направление импульса тела совпадает с направлением скорости. Установленные в наше время связи между свойствами пространства и времени и законами сохранения импульса содержались в скрытой форме и в принципах классической механики Галилея – Ньютона. Галилей рассматривал пространство и время как реальности, которые существуют вне человеческого сознания. Открытый им принцип однородности отражал однородность и изотропность пространства. У Ньютона пространство и время абсолютны в том смысле, что свойства пространства не зависят от движущихся в нем тел и протекающих механических явлений, а свойства времени – от движущейся материи. Пространство и время не связаны между собой, они представляют как бы арену, где происходят события. Однородность и изотропность пространства и времени необходимо следуют из законов Ньютонов. В последствии оказалось, что законы Ньютона можно заменить единым постулатом – вариационным принципом, который был удобнее во многих отношениях, в частности, в том, что его можно использовать при формулировке сложных задач. В механике материальной точки этот постулат равноценен законам Ньютона.


2.2. Назовите планеты, видимые простым глазом, по порядку удаления от Солнца. Каковы орбиты планет? Оцените по законам движения планет, на каком среднем расстоянии от Солнца находится планета Юпитер, если его период обращения составляет почти 12 земных лет?

Похожие на звезды светила, перемещающиеся относительно звёзд и не мерцающие, были известны ещё в глубокой древности под названием «планеты». Они всегда наблюдаются только в поясе зодиака. Перемещение одной из них на фоне звёзд в течение нескольких месяцев показано на рис.1.



Рис.1.
Из планет самая яркая - Венера. Она видна иногда даже на фоне темно-голубого вечернего (или утреннего) неба, когда другие светила (кроме Луны) ещё или уже не видны. Со времен Николая Коперника (XVI век) перемещения планет на небе стали объяснять, как отражение двух движений: 1 - самой планеты вокруг Солнца по почти круговой орбите и 2 - земного наблюдателя (тоже вокруг Солнца). Петлеобразные траектории существуют лишь с точки зрения наблюдателя, находящегося на Земле. Если его мысленно поместить на Солнце, то все планеты, включая Землю, с разными скоростями будут двигаться всегда в одну и ту же сторону вблизи линии, проходящей вдоль пояса зодиака (см. ниже). При этом Меркурий, ближайший к Солнцу, совершит полный оборот за 88 суток, Венера - за 225 суток, Земля - за 365 суток (округлённые значения) и т.д. Все известные большие планеты, в том числе, Уран, Нептун и Плутон, не наблюдаемые невооруженным глазом, схематически показаны на рис.2 в порядке их удаления от Солнца. Вблизи прерывистой линии расположен пояс астероидов, разделяющий планеты земной группы и планеты-гиганты группы Юпитера.



Рис.2. Порядок расположения планет. В кружках орбитальные периоды даны в сутках, в прямоугольниках - в годах.

Чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее она перемещается по своей орбите. Это видно из рис.3, на котором выделены дуги орбит двух планет, проходимые за одно и то же время.

Рис.3.
С точки зрения земного наблюдателя разные планеты время от времени сближаются друг с другом. Иногда угловое расстояние между ними составляет десятые доли градуса. Такие случаи привлекают особое внимание наблюдателей.

Согласно закону Кеплера для движения планет:

R13 : R23 = Т12 : Т22.

Сравним с Землей, для нее:

Т1 = 1 год, R1 = 149,60 млн.км.

Т2 = √ (R23 × Т12) : R13 = √ (149,603 × 12) : 122 = 778,3 млн.км.
3.2. В чем суть отличий экспериментального метода от наблюдений? Приведите пример, показывающий, как из результатов процесса измерений можно получить закон естествознания. Где на Земле можно наиболее приблизиться к центру Земли? Как были впервые измерены размеры Земли, Луны, Солнца?

При всяком наблюдении, как и во всяком эксперименте, исследователь конста­тирует какой-то факт. Последний всегда является в какой-то степе­ни ответом на вопрос. Мы находим лишь то, что ищем. Эта пропис­ная истина, однако, многими забывается. В консультациях и лабо­раториях ломятся шкафы от протоколов наблюдений, ни на что не пригодных ни в настоящем, ни в будущем только потому, что они были собраны без ясно поставленных вопросов. Исходя из этого, понятно, что различие между наблюдением и экспериментом зависит от природы вопроса. В наблюдении вопрос остается, так сказать, открытым. Исследователь не знает ответа или имеет о нем весьма смутное представление. Напротив, в эксперименте вопрос становится гипотезой, то есть предполагает существование какой-то зависимости между фактами, и эксперимент ставит своей целью проверить ее.

Но существуют также так называемые «эксперименты для раз­ведки», когда экспериментатор не имеет ответа па свой вопрос и ставит перед собой цель наблюдать действия испытуемого в ответ на ситуации, созданные экспериментатором. В этом случае отли­чия, которые можно установить между наблюдением и эксперимен­том, являются лишь различием в степени между двумя этими про­цедурами. В наблюдении ситуации определяются менее строго, чем в эксперименте, но, как мы вскоре увидим, с этой точки зре­ния, существуют разные переходные ступени между естественным наблюдением и спровоцированным наблюдением. Третье отличие, также в степени, между наблюдением и экс­периментом зависит не от контроля ситуаций, а от точности, с ко­торой можно регистрировать действия испытуемого. Наблюдение часто вынуждено довольствоваться менее строгой процедурой. чем эксперимент, и наши методологические соображения о наблю­дении будут посвящены главным образом тому, как обеспечить точность наблюдения, не прибегая к стандартизованным ситуаци­ям эксперимента, где число предвиденных ответов ограничено.

Однако совершенно очевидно, что все, что мы говорим о наблю­дении, применимо и к эксперименту, особенно если он характе­ризуется какой-то степенью сложности.

Кроме взаимодействия с экспериментом при разработке научных теорий иногда используют и чисто логические критерии: внутреннюю непротиворечивость, соображения симметрии и даже столь неопределенные соображения, как «красота» гипотезы. Однако окончательными судьями научной теории всегда остаются практика и эксперимент.

В качестве примера «красивой» гипотезы приведу гипотезу американского физика Фейнмана о тождественности элементарных частиц. Дело в том, что они обладают совершенно фантастическим свойством. Элементарные частицы одного вида, например, электроны — неразличимы. Если в системе находятся два электрона и один из них был удален, то мы никогда не сумеем определить, какой из них удалили, а какой остался. Чтобы объяснить такую неразличимость, Фейнман предположил, что в мире существует только один электрон, который может двигаться во времени взад-вперед. В каждый отдельный момент времени мы воспринимаем этот один электрон как множество электронов, которые, естественно, являются неразличимыми. Ведь это на самом деле один и тот же электрон. Не правда ли красивая гипотеза? Недурно было бы и вам суметь придумать что-нибудь подобное, но уже в области экономики.



Природа жидкости по Архимеду такова, «что из ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилегающих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными, и что каждая из ее частиц сдавливается жидкостью, находящейся над ней, по отвесу». Это определение позволяет Архимеду сформулировать основное положение: «Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара, центр которого совпадает с центром Земли». Путем логических рассуждений Архимед приходит к предположениям, содержащим формулировку его закона: Измерение расстояний в астрономии одна из самых важных и трудных задач, так как мы лишены прямого контакта с исследуемыми телами. Однако методы бесконтактных определений расстояний были известны уже давно - это методы параллактических углов. Для измерения расстояния до тел Солнечной системы применяется метод параллакса. Сейчас для определения расстояния до некоторых тел (Луна, Венера) используют методы радиолокации: посылают радиосигнал на планету, сигнал отражается и фиксируется приёмной антенной. Зная время прохождения сигнала определяют расстояние, с - скорость света. Другим примером расстояния в (а значит и по массе) галактике является средняя по величине спиральная галактика в созвездии Треугольника.

Она занесена в каталог Месье под номером 33. Галактика располагается гораздо ближе к Туманности Андромеды, а от нас удалена на 2,2- 2,7 млн. световых лет (по разным оценкам). Все остальные галактики ближайшего окружения - карликовые эллиптические и неправильные, которые, как мы помним, тоже редко бывают большими. Но две ближайших к нам неправильных галактики можно назвать крупными представителями рода неправильных галактик. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики Млечный Путь - это еще два внегалактических объекта, видимые невооруженным глазом, правда, в южном полушарии.



Скачать 263,5 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6




База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница