МЕХАНИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА ЭВОЛЮЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАРТИН МИРА

МЕХАНИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

ЭВОЛЮЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАРТИН МИРА

НАТУРФИЛОСОФСКАЯ КАРТИНА МИРА Атомистические материалисты: Левкипп и Демокрит (V-IV в до н. э. ), Эпикур (III-II вв до н. э. ), Тит Лукреций Кар (I в до н. э. ) «О природе вещей» . Аристотель (IV в до н. э. ), физико-космологическая картина мира, «О небе» .

Коперниковая революция в теории планетарных движений привела к полной смене физической картины мира! ü Гелиоцентрическая система! ü Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и обращаются вокруг Солнца. ü Ввел «астрономическую единицу» . ü Составил правильную карту солнечной системы. 1543 г. «Об обращении небесных сфер»

ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ (1564 – 1642) ü Галилей по праву считается основателем не только экспериментальной, но — в значительной мере — и теоретической физики. Один из основоположников современного естествознания. ü Ввел индуктивный метод – от частного к общему ü Ввел точный количественный эксперимент ü Математическое описание явлений 1609 г создал первый телескоп с увеличением в 32 раза ü Начала кинематики: законы свободного падения тел и падения их по наклонной плоскости; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; установил сохранение механической энергии при колебании маятника. ü

Мир бесконечен, материя вечна. Во всех процессах, происходящих в природе, ничто не уничтожается и не порождается – происходит лишь изменение взаимного расположения тел или их частей. Материя состоит из абсолютно неделимых атомов, её движение – единственное, универсальное механическое перемещение. Небесные светила подобны Земле и подчиняются единым законам механики. Всё в природе подчинено строгой механической причинности (принцип детерминизма). Подлинную цель науки Галилей видел в отыскании причин явлений.

ИОГАНН КЕПЛЕР (1571 -1630) Все орбиты небесных тел — эллипсы, общим фокусом орбит является Солнце. ü Законы планетной кинематики, открытые Кеплером, послужили позже Ньютону основой для создания теории тяготения. Ньютон математически доказал, что все законы Кеплера являются следствиями закона тяготения. ü Вывел «уравнение Кеплера» , используемое в астрономии для определения положения небесных тел. ü Ввёл в физику термин «инерция» как прирождённое свойство тел сопротивляться приложенной силе. ü Почти на сто лет раньше Ньютона, выдвинул гипотезу о том, что причиной приливов является воздействие Луны на поверхность океанов. ü Спроектировал телескоп Кеплера, изготовленной в 1613 году Кристофом Шайнером. К 1640 -м годам такие трубы вытеснили в астрономии менее совершенный телескоп Галилея. ü

ПЕРВОЕ КОСМОЛОГИЧЕСКОЕ СОЧИНЕНИЕ КЕПЛЕРА «Предвестник космологического очерка, который содержит тайну Вселенной. Об удивительной пропорции небесных сфер и об истинной и особенной причине числа, размеров и периодических движений небес, установленной посредством пяти правильных геометрических форм »

ИСААК НЬЮТОН (1643 -1727) 1687 г. - «Математические начала натуральной философии» . Установил Закон всемирного тяготения: Каждые две материальные частицы взаимно притягиваются с силой, пропорциональной произведению их масс, и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними Здесь G — гравитационная постоянная, равная 6, 67 • 10 -11 м³/(кг • с²).

« 1) Количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ее (m=ρ • V) 2) Количество движения есть мера такового, устанавливаемая пропорционально скорости и массе (инерция); 3) Приложенная сила есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения.

ВРЕМЯ, ПРОСТРАНСТВО, МЕСТО И ДВИЖЕНИЕ СОСТАВЛЯЮТ ПОНЯТИЯ ОБЩЕИЗВЕСТНЫЕ а) Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чемулибо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. б) Абсолютное пространство по самой своей сущности, без относительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. в) Место есть часть пространства, занимаемая телом и, по отношению к пространству, бывает или абсолютным, или относительным. г) Абсолютное движение есть перемещение тела из одного его абсолютного места в другое» .

МАТЕРИЯ Представление о материи как дискретной субстанции. В механике используют физические модели – материальная точка и абс. твердое тело. Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь в 2 случаях: 1) размеры тела много меньше расстояния, которое оно проходит (пуля в тире, ракета в космосе); 2) если размеры тела много меньше расстояния, с которого наблюдают за движением (вращение планет вокруг Солнца, ракета в космосе). Абсолютно твердое тело – тело, форма и размеры которого не меняются при действии на его любых сил.

ПРОСТРАНСТВО ü ü ü Абсолютно, т. е. не оказывает влияния на тела, размещенные в нем; объективно существует независимо от времени и материальных объектов; Ньютон рассматривает пространство как пустое вместилище тел; это мера протяженности материальных объектов; оно трехмерно, непрерывно, бесконечно, однородно (свойства пространства одинаковы в любой точке), изотропно (свойства пространства не зависят от направления), описывается геометрией Эвклида.

ВРЕМЯ ü Время абсолютно, ни от чего не зависит. ü Время однородно, т. е. все моменты времени равноправны. ü ü Время анизотропно, т. е. многие процессы необратимы. ü Время - мера длительности процессов.

ДВИЖЕНИЕ ü ü Движение – любое изменение материи, ее основное и всеобщее свойство, такое же многообразное как и количество явлений природы; Механическое движение – изменение положения тела в пространстве с течением времени; любое сложное движение можно представить как сумму пространственных перемещений (принцип суперпозиций); поведение движущегося тела объясняется с помощью трех законов Ньютона и принципа относительности Галилея.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Гравитация (тяготение) – действует между всеми частицами, имеет характер притяжения, дальнодействующая – радиус действия бесконечен (мгновенная передача взаимодействия через пустоту на любые расстояния), пренебрежимо мала на ядерных расстояниях. Удерживает вместе основные структуры Вселенной.

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА ü ü ü I закон: В любой инерциальной системе отсчета (ИСО) тело движется равномерно и прямолинейно или покоится, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано. II закон: В ИСО причиной ускоренного движения тела является сила, действующая на него со стороны других тел. Приобретаемое ускорение прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе: III закон: : Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ Во всех инерциальных системах отсчета все механические явления происходят одинаково

(ЗАКОНЫ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ТЕЛ (ГАЛИЛЕЙ), ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ (КЕПЛЕР)) Обобщение полученных знаний (АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ В ЦЕЛОМ) Развитие методов количественного анализа Становление МКМ

КОРЕННЫЕ ПЕРЕМЕНЫ В НАУЧНОМ ПОЗНАНИИ СВЯЗАННЫЕ С МКМ: 1. экспериментальный метод стал ведущим в исследовании природы; 2. метод идеализаций, построения теоретических моделей успешно применялся для исследования природных явлений; 3. математика превратилась в важнейший инструмент теоретического исследования мира.

Классическая механика справедлива для описания движения тел, скорость которых много меньше скорости света!

СОГЛАСНО КОНЦЕПЦИИ НЬЮТОНА, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ – ЭТО… (ОДИН ВАРИАНТ) 1) внешние условия бытия, в которые помещена материя и которые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. 2) лишь способы нашего восприятия, наши ощущения. 3) два разных способа описания одной и той же реальной сущности, и друг без друга они не существуют. 4) не самостоятельные сущности, а формы существования материальных объектов.

СОГЛАСНО ПРИНЦИПУ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ (НЕСКОЛЬКО ВАРИАНТОВ) 1) все системы отсчета и инерциальные, и неинерциальные физически эквивалентны. 2) в инерциальных системах отсчета абсолютно все физические процессы идут одинаково. 3) в инерциальных системах отсчета все механические процессы идут одинаково. 4) все инерциальные системы отсчета физически эквивалентны.