Глава 2. § 18. Основное утверждение механики — с. 66
§ 18. Вопрос 1. В чём состоит явление инерции?
Явление инерции состоит в том, что тело сохраняет свою скорость (состояние покоя или равномерного прямолинейного движения), когда на него не действуют другие тела или их действия скомпенсированы. Скорость тела меняется только под действием других тел, причём не мгновенно, а в течение некоторого времени.
§ 18. Вопрос 2. Что такое свободное тело?
Свободным называют тело, которое не взаимодействует с другими телами. Такое тело движется с постоянной скоростью или находится в покое, то есть его ускорение равно нулю. В реальности свободных тел нет, но к ним близки тела, у которых действия других тел взаимно уравновешены.
§ 18. Вопрос 3. При каких условиях тело сохраняет состояние покоя?
Тело сохраняет состояние покоя, если на него не действуют другие тела либо их действия взаимно компенсируют (уравновешивают) друг друга, так что ускорение тела равно нулю. Пример: книга на столе покоится, потому что притяжение Земли уравновешено действием стола.
§ 18. Вопрос 4. Какую систему отсчёта мы выбрали при рассмотрении движения тел?
При изучении динамики мы связали систему отсчёта с земным шаром: движение тел вблизи поверхности Земли рассматривается относительно самой Земли. С хорошей точностью такую систему можно считать инерциальной, так как ускорение тела в ней определяется только действием на него других тел.
§ 18. Вопрос 5. Можно ли утверждать, что состояние покоя и состояние равномерного прямолинейного движения с точки зрения кинематики не различаются?
Нет, с точки зрения кинематики эти состояния различаются: при покое скорость равна нулю и координата не меняется, а при равномерном прямолинейном движении скорость не равна нулю и координата изменяется со временем. Не различаются они с точки зрения динамики: в обоих случаях ускорение тела равно нулю, то есть действия других тел скомпенсированы либо отсутствуют.
Оговорка: в тексте параграфа утверждение о неразличимости этих состояний относится к динамике, поэтому на вопрос в форме «можно ли утверждать» ответ отрицательный.
Оговорка: в тексте параграфа утверждение о неразличимости этих состояний относится к динамике, поэтому на вопрос в форме «можно ли утверждать» ответ отрицательный.
§ 18. Вопрос 6. Как определить, что наблюдаемое тело начало взаимодействовать с другим телом?
О начале взаимодействия судят по изменению скорости тела, то есть по появлению ускорения относительно инерциальной системы отсчёта: если тело, прежде покоившееся или двигавшееся равномерно и прямолинейно, получило ускорение, значит, на него подействовало другое тело. Этот вывод следует из основного утверждения механики о том, что ускорение тела вызывается только действием других тел.
§ 18. Вопрос 7. Выполняется ли закон инерции в системе, тело отсчёта которой движется с ускорением?
Нет, не выполняется. Закон инерции справедлив только в инерциальных системах отсчёта. Если система отсчёта движется с ускорением, то свободное тело, на которое не действуют другие тела, будет иметь в ней ускорение (противоположное ускорению системы), хотя причины для изменения скорости нет. Такая система отсчёта неинерциальная.