1 Закон Ньютона

Первый закон Ньютона простыми словами — это закон инерции: "«Любое тело будет оставаться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно, если на него не действуют внешние силы»". 
Объясните пожалуйста, если кто то знает. Почему тело должно двигаться именно прямолинейно? А не в припрыжку или кувыркаться? Как эту формулировку обосновать физически?

#67004 Виктор Михайлович :

#67002 Штумпф :

Первый закон Ньютона простыми словами — это закон инерции: "«Любое тело будет оставаться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно, если на него не действуют внешние силы»". 
Объясните пожалуйста, если кто то знает. Почему тело должно двигаться именно прямолинейно? А не в припрыжку или кувыркаться? Как эту формулировку обосновать физически?

Первый — это закон ПРИЧИННОСТИ любых изменений движения материи, его суть в словах: "пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние", ведь в качестве примера действия закона причинности Ньютон приводит как сохраняющееся вращение волчка, так и движение планет по замкнутым орбитам — движения отнюдь не равномерные прямолинейные, но которые сохраняются, пока не появляются силы стремящиеся изменить эти движения — трение для волчка и возмущения для планет.

Ляпнуть то можно что угодно. И назвать это законом тоже можно. Но должно же быть этому какое то объяснение, почему тело должно двигаться именно прямолинейно

#67012 Штумпф :

#67005 Fedor :

 

Законы устанавливаются в результате опыта и наблюдений. На вопрос почему природа не отвечает. Она говорит: «Так есть!». 

Хорошо, назовите мне опыты, которыми руководствовался Ньютон, делая такие заявления, о прямолинейнгости движения? Почему всех заставляют верить ему на слово?

Ньютон был ученым умным и наблюдательным. Чтобы установить этот закон ему достаточно было наблюдений. Никто Вас не заставляет верить ему на слово. Хотите верьте, хотите не верьте.  

Штумпф    #67002 2024-09-30 

Первый закон Ньютона простыми словами — это закон инерции: "«Любое тело будет оставаться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно, если на него не действуют внешние силы»". 
Объясните пожалуйста, если кто то знает. Почему тело должно двигаться именно прямолинейно?  Как эту формулировку обосновать физически?

В природе нет прямолинейного движения. Любое, как бы, прямолинейное движение, если увеличить, хотя бы до 1000 км, под воздействием гравитации, станет криволинейным, орбитальным.

#67012 Штумпф :

Хорошо, назовите мне опыты, которыми руководствовался Ньютон, делая такие заявления, о прямолинейнгости движения?

А это было ещё до Ньютона. Это опыты Галилея. Он катал тяжёлые шары (ядра для пушек) по деревянным желобам и заметил — чем ровнее поверхность (меньше трение, сопротивление движению), тем меньше ускорение шара, тем дальше он катится. И сделал предположение — если сделать поверхность совсем без трения, то шар будет катиться вечно.

Почему всех заставляют верить ему на слово?

Никто не заставляет. Не хотите — не верьте. Можете в Будду верить или в Маркса.

#67032 Александр Рыбников :

нельзя удалять мои комментарии и темы

Полностью согласен! Ваши темы и комментарии представляют большой интерес для раздела науки под названием «Психиатрия».

#67085 zam :

#67012 Штумпф :

Хорошо, назовите мне опыты, которыми руководствовался Ньютон, делая такие заявления, о прямолинейнгости движения?

А это было ещё до Ньютона. Это опыты Галилея. Он катал тяжёлые шары (ядра для пушек) по деревянным желобам и заметил — чем ровнее поверхность (меньше трение, сопротивление движению), тем меньше ускорение шара, тем дальше он катится. И сделал предположение — если сделать поверхность совсем без трения, то шар будет катиться вечно.

Одно дело предполагать, а другое называть подобное предположение законом!

Почему всех заставляют верить ему на слово?

Никто не заставляет. Не хотите — не верьте. Можете в Будду верить или в Маркса.

Этому учат в школе. И если я не буду в это верить, меня на второй год оставят. Это по вашему никто не заставляет?

Вы поймите меня правильно. Вот есть такой опыт, в котором тенисный шарик зависает в струе воздуха и в ней удерживается. Это то же самое, что шарик движется в воздущной среде. Почему шарик в воздушной среде движется по прямой (без учета силы гравитации)? Говорят, что по закону Бернулли. А на проверку, этот закон ничего не объясняет, а просто констатирует факт. Вот я и хотел бы узнать, на атомном уровне, как так получается, что вокруг шарика, при его движении образуются области с пониженным давлением. Но нигде этого не нашел.

#67100 Штумпф :

В природе нет такого пространства, в котором на движущееся тело не действовали бы какие то силы.

В природе вообще нет пространства. Пространство — это абстракция, продукт работы сознания (даже подсознания).

И да. Нет тел, на которые не действовали бы силы.

Вот например вращающийся футбольный мячик движется не по прямой линии, а по дуге.

Да. Это называется эффект Магнуса  https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Магнуса https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Магнуса .

#67164 Штумпф :
Дураки везде одинаковые.

Ну, не совсем. Вот Вы же имели цель, выбрав идентификатор Штумпф при том, что указываете местом жительства Германию.

На немецком языке слово “Stumpf” означает “пень” или “обрубок”. Оно может также использоваться в переносном смысле для обозначения чего-то тупого или неострого.

Просто мне в школе и в университете пришлось изучать немецкий. Что-то ещё осталось.

#67168 zam :

#67101 Штумпф :

#67085 zam :

#67012 Штумпф :

Хорошо, назовите мне опыты, которыми руководствовался Ньютон, делая такие заявления, о прямолинейнгости движения?

А это было ещё до Ньютона. Это опыты Галилея. Он катал тяжёлые шары (ядра для пушек) по деревянным желобам и заметил — чем ровнее поверхность (меньше трение, сопротивление движению), тем меньше ускорение шара, тем дальше он катится. И сделал предположение — если сделать поверхность совсем без трения, то шар будет катиться вечно.

Одно дело предполагать, а другое называть подобное предположение законом!

А что вы называете законом?

Впрочем, я с вами согласен. Тут больше подходит название «постулат» (то есть, предположение, аксиома). Но так уж исторически сложилось.

Почему всех заставляют верить ему на слово?

Никто не заставляет. Не хотите — не верьте. Можете в Будду верить или в Маркса.

Этому учат в школе. И если я не буду в это верить, меня на второй год оставят. Это по вашему никто не заставляет?

У нас в институте был предмет «Научный коммунизм». Вы думаете, кто-нибудь верил тому, что там говорилось (в том числе и преподаватели)? Тем не менее, все успешно сдали государственный экзамен.

У нас тоже был такой предмет.

Почему шарик в воздушной среде движется по прямой (без учета силы гравитации)?

Не вращающийся шарик движется по прямой по той причине, что нет сил, которые столкнули бы его с прямой.

Даже когда такие силы появляются, шарик продолжает оставаться в струе воздуха. Я говорю о тенисном шарике в струе воздуха. Даже когда струю воздуха отклоняют от вертикального положения (начинает действоват не скомпенсированная сила гравитации), шарик продолжает находится в струе.

Говорят, что по закону Бернулли.

Правильно говорят.

А на проверку, этот закон ничего не объясняет, а просто констатирует факт.

Он объясняет, как этот наблюдаемый факт следует из закона сохранения энергии. Закон Бернулли (уравнение Бернулли) — это применение закона сохранения энергии к движению жидкости (газа), движению твёрдого тела в жидкости (газе).

От того, что написали кучу фрормул, ясности о физическом процессе, происходящем вокруг шарика, парящего в струе воздуха, не прибавилось.

Вот я и хотел бы узнать, на атомном уровне, как так получается, что вокруг шарика, при его движении образуются области с пониженным давлением. Но нигде этого не нашел.

Та же ссылка на Вики — эффект Магнуса. А там внутри ссылки на учебники, где про это подробно.

В эффекте Мангуста тоже констатация факта. Если скорость потока у поверхности шарика больше, то давление меньше и наоборот. А почему изменяется давление не понятно!

В 1590 г написал трактат «О движении» дал набросок новой общей теории падения тел и движения маятника.

В 1604 г на него поступил донос в инквизицию — его обвинили в занятии астрологией и чтении запрещённой литературы. Поводом к новому этапу в его научных исследованиях послужило появление в 1604 г новой звезды, называемой сейчас Сверхновой Кеплера. После смерти Tиxo Браге в 1601 году Кеплер стал его преемником в должности в Праге. Казна императора из-за войн была постоянно пуста, жалованье Кеплеру платили редко. Он вынужден был подрабатывать составлением гороскопов. Eму пришлось вести многолетнюю тяжбу с наследниками Тихо Браге, которые пытались отобрать у него, среди прочего имущества покойного, также и результаты астрономических наблюдений. Oт них удалось откупиться.В 1604 году Кеплер опубликовал свои наблюдения сверхновой, называемой теперь его именем.

https://w.wiki/_rtxm

Это пробуждает интерес к астрономии. Галилей выступает с циклом частных лекций. Узнав об изобретении в Голландии зрительной трубы, Он в 1609 году сконструировал собственноручно первый телескоп и направил его в небо. Cмена фаз Венеры ясно говорила движется ли Венера движется вокруг Солнца.

Ho aстрологи и врачи протестовали, жалуясь на то, что появление новых небесных светил видимых в телескоп «губительно для астрологии и большей части медицины», так как все привычные астрологические методы «окажутся до основания разрушенными».

В 1624 г Галилей опубликовал «Письма к Инголи.Читая Альмагест https://www.klex.ru/1p3v Птоломея https://w.wiki/_ra2k, он написал, что https://www.klex.ru/ii4

«Если какая-либо точка мира может быть названа его [мира] центром, то это центр обращений небесных тел; а в нём, как известно всякому, кто разбирается в этих вопросах, находится Солнце, а не Земля». и планеты и Луна, подобно Земле, притягивают находящиеся на них тела. ( https://arxiv.org/abs/1211.4244)

Он формулирует принцип относительности для равномерного движения и равноправие инерциальных систем отсчёта: Результаты стрельбы будут всегда одинаковые, к какой бы стране света она ни была направлена…

это произойдет потому, что так же должно получаться, будет ли Земля в движении или стоять неподвижно… Дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью; тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы [в происходящем].

Yчёный был поставлен перед выбором: либо он покается и отречётся от своих «заблуждений», либо его сожгут живым. Oдин раз, незадолго до смерти (март 1638 г), инквизиция разрешила слепому и тяжkо больному Галилею поселиться во Флоренции для лечения. под страхом тюрьмы было запрещено выходить из дома и обсуждать «про́клятое мнение» о движении Земли.

Аргументация Галилея неявно предполагает, что результаты земных опытов можно переносить на небесные тела, законы на Земле и на небе одни и те же.

Аристотель утверждал:

Скорость падения пропорциональна весу тела.

Движение происходит, пока действует «побудительная причина» (сила), и в отсутствие силы прекращается.

Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. Oн заметил, что ускорение свободного падения не зависит от веса тела, опровергнув первое утверждение Аристотеля.

В последней книге https://www.klex.ru/ii5 Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. В соответствии со своим научным методом он привёл опытные данные, подтверждающие открытые им законы. https://w.wiki/_rZ$Y

Теперь посмотрите на гору Казбек https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Kazbek_%286%29.jpg — это древний вулкан, уничтожающий всех в радиусе стa километров ядовитыми газами. И примените правила Галилея для падающего с Казбека куска скалы размером с 3х этажный дом.

Когда на Казбеке дует сильный ветер и плохая погода, то он сбрасывает альпинистов вниз с веревок. Температура за 15 минуt падает до -45С -50С. Они замерзают. Мышцы коченеют и они не могут двигаться. Глупцы не понимают, что мышца человека не работает, если тело охладить до +10С.

Затем посмотрите на гору возле Чикаго в США высотой 260,1 метр. С нее упал скалолаз.

https://www.climbing.com/news/21-year-old-dies-rappelling-accident-on-devils-tower/

Так выглядит Казбек, если с него содрать наружную поверхность с помощью ледника. В центре— образуются почти одинаковые колонны из базальта. Это миллионы тонн, поднятые непонятной силой конвекции, на высоты более километра.Здесь кроме сил инерции надо учитывать силы вязкого трения, давление от соседних горных пород и газов в магме, и скорость движения раскаленной магмы. Чем нижетемпература, тем выше коэффициент вязкости магмы и меньше высота горы.

Если мы найдём для маленького кирпича из магмы базальта равнодействующую от силы вякости магмы, давления от соседних горных пород и приравняем её силе инерции (или произведению ускорения на массу кирпича), то получим то же самое, что для твердого шара у Галилея.

У него металлический шар под действием постояной силы тяжести всегда сам скатится с горы, или упадет с Пизанской башни на площадь. Или будет катиться бесконечно по гладкой плоской поверхности (раньше люди в Европе думали, что Земля плоская), если нет сил трения. Так думал Галилей. Сила инерции F=ma=const равна константе.

У нас более сложный случай. Магма течет под действием давления и одновременно тормозит своё движение. Есть трения слоев магмы друг о друга. С высотой температура магмы падает с 2000С до +100С. Сила трения сильно возрастает.

Поэтому можно сказать для горы, что магма будет по инерции двигаться по направлению вектора силы инерции, вверх. Но из-за увеличения силы трения, уменьшения сил давления с высотой сила инерции на высоте 260,1 метров равна нулю. И магма остановилась и застыла.

Ускорение — это предел приращения скорости, поделённый на отрезок времени или приращение времени. Отрезок времени мы обяательно уменьшаем до очень малой величины. Или ускорение — это вторая производная от координаты по времени. Значит, если ускорение равно константе, то магма кипит и движется вверх. Скорость больше или меньше нуля.

Если магма остановилась, то ее скорость и ускорение равно нулю ( и сила инерции равна нулю).

Bода подмываeт внутренность горы. Когда образуется под вершиной полость, она падает и образуется кратер или кальдера. Ее можно увидеть в Монреале (тут вулкан образовался около 600 миллионов лет назад), или на горе святой Елены у города Сиэттла и во многих других местах. Знаменитые, очень красивые и опасные Камчатские сопки — молодые вулканы. У них нет кальдер.

Затем примерно через 24 000 лет начинается всемирное оледенение. С севера надвигается ледник высотой в 3-1,5 км. И он начинает обгрызать все вулканы и горы до которых достанет.

В природе, в отличии от шара Галилея, мы видим постоянную борьбу разных сил между собой. Сила инерции равна нулю только малое время.

Штумп спрашивал. Почему тело только движется поступательно,когда нет сил трения, a есть только сила инерции и сила тяжести?

Под действием силы тяжести тело может колебаться. Это прекрасно видно в Исакиевском соборе в Санкт-Петербурге, где жил мой брат моего прапрадедушки с густой, рыжей бородой по фамилии Романов или Киреев.

#67202 marsdmitri :
Здесь кроме сил инерции надо учитывать...

Что такое силы инерции? 

#67218 Штумпф :

#67205 zam :

Стоп-кадр:

 

На шарик действует сила тяжести mg и аэродинамическая сила F_{аэродин}. Эти силы равны по величине и противоположно направлены. Поэтому шарик не улетает. Но они образуют пару сил. Поэтому шарик вращается.

Вы рассмотрели случай, когда струя воддуха направлена вертикально вверх.

 

А когда она нарпавлена под углом к вертикали. то возникает сила выдавливающая шарик из струи. А он в ней остается.

 

Почему? Наверно из за разности давления на шарик?

Непонятно, почему, при уменьшении скорости потока, давление на тело увеличивается, а при увеличении скорости потока наоборот уменьшается.

То же самое касается и крыла самолета. Говорят, что за счет разной скорости обтекания крыла сверху и снизу (закон Бернулли), возникает разность давления. А следоватьельно и подъемная сила.

#67264 zam :

#67218 Штумпф :

#67205 zam :

Стоп-кадр:

 

На шарик действует сила тяжести mg и аэродинамическая сила F_{аэродин}. Эти силы равны по величине и противоположно направлены. Поэтому шарик не улетает. Но они образуют пару сил. Поэтому шарик вращается.

Вы рассмотрели случай, когда струя воддуха направлена вертикально вверх.

Нет.  Струя наклонная.  Вектор mg не направлен на воздуходувку. Вы ролик-то посмотрите

 

А когда она нарпавлена под углом к вертикали. то возникает сила выдавливающая шарик из струи. А он в ней остается.

Куда бы ни была направлена струя, возникает сила, втягивающая шарик в струю. Поэтому он в ней остаётся.

 

Почему? Наверно из за разности давления на шарик?

Да. Давление в струе меньше, чем в окружающем воздухе. Чем ближе к оси струи, тем давление меньше (потому что скорость больше).

Непонятно, почему, при уменьшении скорости потока, давление на тело увеличивается, а при увеличении скорости потока наоборот уменьшается.

Я же вроде объяснял — закон сохранения энергии.

Энергия потока газа (жидкости) складывается из киинетической и потенцальной энергий. Кинетическая зависит от скорости частиц (больше скорость — больше кинетическая энергия).

Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия частиц (чем плотнее расположены частицы, тем больше потенциальная энергия их взаимодействия. Давление — это и есть плотность потенциальной энергии.

Так как полная энергия потока сохраняется, то увеличение кинетической энергии (скорости) приводит к уменьшению потенциальной энергии (давления).

То же самое касается и крыла самолета. Говорят, что за счет разной скорости обтекания крыла сверху и снизу (закон Бернулли), возникает разность давления. А следоватьельно и подъемная сила.

Правильно.

 

Вот ещё наглядный опыт: 

Складывается такое впечатление, что вы ходите вокруг да около, со своими понятиями энергии. А объяснить сам физический процесс, так же как Бернулли не можете!

#67206 zam :

 

#67202 marsdmitri :
Здесь кроме сил инерции надо учитывать…

Что такое силы инерции? 

 

Ecли падение тела анализировать формулой s=gt^2/2

Тогда за секунду альпинист пролетал бы расстояние в метрах 4,9 метра; 19,62 метра; 44.145 метра; 78,48 метра; 122,62 метра; 176,58 метра; 240,34 метра

Средняя максимальная скорость полета была на 7 секунде 34,3 метра в сек.Значит если pост человека был 1.7 метра, то за 0,05 секунд он пролетал бы расстояние 1.7 метра. Тогда максимальное ускорение при ударе было бы примерно 687 g.

34,3/0,05 = 687g

Это гарантированная смерть. Дaже на второй секунде падения ускорение при ударе достигнет 56,5 g. Eго сила инерции в момент времени перед и после удара F=ma = 687g.

Для катящего шара это произведение массы шара (в кг) на величину его полного ускорения.Если у вас тело перемещается вдоль оси, то надо брать проекцию вектора ускорения на эту ось.Пример. Шар катился со скоростью 10 метров в секунду вдоль оси х, через секунду уже со скоростью 5 м/с.Значите его сила инерции в этот момент времени отрицательна и равна -5 м2/сек.