 |
|
Пространство и время в классической физике. Системы отсчета
Существенное свойство материальной точки состоит в том, что мы можем определить ее положение в пространстве и скорость в каждый момент времени. Экспериментально установлено, что пространство обладает свойствами непрерывности, однородности и изотропности. В этом пространстве справедлива геометрия Евклида, поэтому такое пространство называют евклидовым. Т.к. все точки пространства ничем не выделены, то положение тела в пространстве можно определить только по отношению к положению другого тела, которое принимают за тело отсчета. Евклидово пространство трехмерно и положение материальной точки задается тремя координатами. В зависимости от симметрии рассматриваемой задачи с телом отсчета связывают соответствующей симметрии систему координат: декартовую, сферическую, полярную или иную систему координат.
Время считается непрерывным, одномерным и однородным. В силу этого экспериментально можно измерить только промежутки времени между двумя событиями. Для измерения времени пользуются часами, которые находятся в каждой точке пространства. Единое время этих часов (синхронизация хода часов) устанавливается с помощью сигнала, который распространятся мгновенно.
Таким образом, чтобы сопоставить событию пространство и время, необходимо выбрать некоторое тело за начало отсчета расстояний и некоторое событие за начало отсчета времени. Совокупность системы координат, связанной с телом отсчета, и часов называется системой отсчета. В выбранной системе отсчета с помощью определенных масштабов измерения расстояний и времени можно найти в каждый момент времени t положение материальной точки и описать движение материальной точки уравнением
,которое называют законом движения, кинематическим уравнением или просто уравнением движения.
Для классической механики характерно представление об абсолютности пространства и времени, в котором принимается, что расстояния между телами и промежутки времени между событиями не зависят ни от состояния движения тела, ни от выбранной системы отсчета. Одна материальная точка действует на другую без участия среды, заполняющей пространство между ними. Действие в пространстве передается мгновенно. Такое рассмотрение взаимодействия в классической механике относится к самому Ньютону и получило название представления дальнодействия. Это действие характеризуется силой. Сила часто задается в виде силового поля – пространства, в каждой точке которого на материальную точку действует сила
