Глава 2. § 26. Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины — с. 88
§ 26. Вопрос 1. Сформулируйте принцип относительности Галилея.
Все механические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. Иначе говоря, законы динамики (законы Ньютона) имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах, и никакими механическими опытами внутри системы нельзя установить, покоится она или движется равномерно и прямолинейно. Это не означает тождественности самих движений: траектории и скорости зависят от начальных условий, а те в разных системах разные.
§ 26. Вопрос 2. От каких физических величин зависит ускорение тела?
Согласно второму закону Ньютона, a⃗ = F⃗/m: ускорение зависит от равнодействующей силы F⃗, приложенной к телу, и от массы тела m. Оно прямо пропорционально силе, обратно пропорционально массе и направлено так же, как равнодействующая. Эти величины (a, F, m) инвариантны при переходе между инерциальными системами, поэтому ускорение во всех инерциальных системах одно и то же.
§ 26. Вопрос 3. Является ли инвариантной величиной скорость тела?
Нет, скорость — величина относительная (неинвариантная). При переходе в другую инерциальную систему, движущуюся со скоростью u⃗, скорость тела меняется по закону сложения скоростей: v⃗′ = v⃗ − u⃗. Например, пассажир, идущий по вагону со скоростью 1 м/с при скорости поезда 20 м/с, относительно вагона имеет скорость 1 м/с, а относительно перрона 21 м/с. Инвариантны ускорение, масса и сила; относительны также перемещение и траектория.