Законы Ньютона

Сообщение №8125 от Uliss 10 декабря 2002 г. 14:30
Тема: Законы Ньютона

Попробую сформулировать свое представление законов Ньютона. В принципе автор и не претендовал на то что его законы дают сущностное представление явлений. Сам он много думал и писал о том, что лежит в основе все сущего.
Законы же выписанные им в кратких формулировках являются лишь инструментальным методом или характеристикой некоей умозрительной модели.
Сила в понятиях этих законов характеризует взаимодействие чего-либо с чем -либо. Масса есть собственная характеристика того или иного выделенного объекта. Она не зависит от того, где в каком состоянии находится тело, с кем оно взаимодействует, масса сохраняется с переходом тела из одного фазовогосостояния в другое, из одной задачи в другую.
Сила же соответственно привязана к типу взаимодействия, можно менять условия задачи, подставлять разные объекты. Для каждого типа взаимодействия можно опытным или иным путем установить численную величину силы.
Например:
F=kx - сила упругости пружины
F=mg - сила тяжести
F=pS - сила давления газа на поршень
и т.д.
Закон №2 устанавливает численную связь между определенной таким образом силой и характеристиками движения тела. Это просто уравнение позволяющее вычислить траекторию тела, например. Уравнение Навье-Стокса это тоже закон Ньютона. И много других примеров.
Что дает Закон №1? Если мы можем представить себе такую модель в которой некое тело не испытывает никаких внешних воздействий. Ни с чем не взаимодействует. По Аристотелю такое тело должно было находиться в покое. Ньютон установил что в этом совершенно умозрительном случае тело будет двигаться. Оно будет двигаться прямолинейно и равномерно в некоторой системе отчета, которую мы и будем называть инерциальной.
Здесь возникает пожалуй только одна проблема - что делать если тело (или любая замкнутая система тел) вращается, то есть сохраняет некоторый момент вращения.
Следует понимать что выбранная нами система отчета не связана с данным телом. Она абстрактна как само пространство. Важно то, что в данной системе отчета и любое другое тело, находясь в отсутствии внешних воздействий, также будет двигаться прямолинейно и равномерно. Любое.
Первый закон и устанавливает существование таких систем. Что в принципе далеко не бесспорно. Можно утверждать например что в природе не существует замкнутых инерциальных систем. В принципе. Но это уже тема космологического масштаба.


Отклики на это сообщение:

> Сила в понятиях этих законов характеризует взаимодействие чего-либо с чем -либо. Масса есть собственная характеристика того или иного выделенного объекта. Она не зависит от того, где в каком состоянии находится тело, с кем оно взаимодействует, масса сохраняется с переходом тела из одного фазовогосостояния в другое, из одной задачи в другую.

Ну да (-:
Особенно.. берем лист бумаги.. он обладает массой.. подносим горящую спичку и.. масса сохранилась (-:


> Попробую сформулировать свое представление законов Ньютона. В принципе автор и не претендовал на то что его законы дают сущностное представление явлений. Сам он много думал и писал о том, что лежит в основе все сущего.

Это Вы о сэре Исааке Ньютоне?

> Законы же выписанные им в кратких формулировках являются лишь инструментальным методом или характеристикой некоей умозрительной модели.

Интересная оценка. По части кратких формулировок напрашивается вопрос: Вы "Математические начала натуральной философии" Ньютона читали или судите по переложениям в учебной литературе в виде трёх законов и закона всемирного тяготения?

> Сила в понятиях этих законов характеризует взаимодействие чего-либо с чем -либо. Масса есть собственная характеристика того или иного выделенного объекта. Она не зависит от того, где в каком состоянии находится тело, с кем оно взаимодействует, масса сохраняется с переходом тела из одного фазовогосостояния в другое, из одной задачи в другую.
> Сила же соответственно привязана к типу взаимодействия, можно менять условия задачи, подставлять разные объекты. Для каждого типа взаимодействия можно опытным или иным путем установить численную величину силы.
> Например:
> F=kx - сила упругости пружины
Если это определение, то откуда взять k?
> F=mg - сила тяжести
Если это определение, то откуда взять g, как его определить?
> F=pS - сила давления газа на поршень
аналогично, p?
> и т.д.
> Закон №2 устанавливает численную связь между определенной таким образом силой и характеристиками движения тела. Это просто уравнение позволяющее вычислить траекторию тела, например. Уравнение Навье-Стокса это тоже закон Ньютона. И много других примеров.

Вы пишете "определённой таким образом", а я не уверен, что Вам удалось определить. Ньютон определяет и именно вторым законом, а Вы - нет.
Пользуясь Ньютоновым определением можно проградуировать и пружину (динамометр) и всё остальное. И электрические силы определяются через ньютоновские.

> Что дает Закон №1? Если мы можем представить себе такую модель в которой некое тело не испытывает никаких внешних воздействий. Ни с чем не взаимодействует. По Аристотелю такое тело должно было находиться в покое. Ньютон установил что в этом совершенно умозрительном случае тело будет двигаться. Оно будет двигаться прямолинейно и равномерно в некоторой системе отчета, которую мы и будем называть инерциальной.

Вообще-то это Галилей, а не Ньютон установил. Ньютон это принял и включил в свою механику в качестве одной из исходных посылок.

> Здесь возникает пожалуй только одна проблема - что делать если тело (или любая замкнутая система тел) вращается, то есть сохраняет некоторый момент вращения.

Наблюдать и описывать соответствующими уравнениями. Какие проблемы?

> Следует понимать что выбранная нами система отчета не связана с данным телом. Она абстрактна как само пространство. Важно то, что в данной системе отчета и любое другое тело, находясь в отсутствии внешних воздействий, также будет двигаться прямолинейно и равномерно. Любое.
> Первый закон и устанавливает существование таких систем. Что в принципе далеко не бесспорно. Можно утверждать например что в природе не существует замкнутых инерциальных систем. В принципе. Но это уже тема космологического масштаба.

А что собственно Вы хотели сказать? Есть претензии к Ньютону? Есть какие-либо дополнения, изменения, опровержения?

С уважением, И.С.


> Интересная оценка. По части кратких формулировок напрашивается вопрос: Вы "Математические начала натуральной философии" Ньютона читали или судите по переложениям в учебной литературе в виде трёх законов и закона всемирного тяготения?
Честно говоря - очень давно, во времена студенчества. Не соизволите ли процитировать?
> Вы пишете "определённой таким образом", а я не уверен, что Вам удалось определить. Ньютон определяет и именно вторым законом, а Вы - нет.
Пользуясь Ньютоновым определением можно проградуировать и пружину (динамометр) и всё остальное. И электрические силы определяются через ньютоновские.
Нет, как раз с этим я и не согласен. Если Ньютон - как Вы полагаете - дал определение силы (закон №2), то позвольте спросить - какой именно силы, каковы ее свойства, как она зависит от параметров? Закон всемирного тяготения - это да это определение силы гравитационного взаимодействия. Закон Кулона - электрического.
Кстати, для силы упругости коэффициент "К" можно определить опытынм путем, можно теоретически, с хорошей степенью приближенности модели. Точно теоретически вычислить конечно сложно, но в принципе можно.
Ускорение свободного падения на поверхности Земли это гравитационная постоянная умноженная на массу Земли и поделенная на квадрат радиуса Земли.
Давление газа например тоже можно определить теоретически скажем в модели идеального газа.
Ньютон не давал определения силы там или массы или заряда... Закон Ньютона дает характеристику движения, зависимость между основными параметрами системы. А где и как их взять, какова эта сила, как она определяется - это дело десятое.

> Вообще-то это Галилей, а не Ньютон установил. Ньютон это принял и включил в свою механику в качестве одной из исходных посылок.

Ну.. наверняка еще и до Галилея кто-нибудь...

> А что собственно Вы хотели сказать? Есть претензии к Ньютону? Есть какие-либо дополнения, изменения, опровержения?
Не знаю. К чему строить домыслы? Ну есть у меня модель. Совершенно идеалистическая. Я ее может и напишу, потом...

Искренне Ваш


> Попробую сформулировать свое представление законов Ньютона. В принципе автор и не претендовал на то что его законы дают сущностное представление явлений. Сам он много думал и писал о том, что лежит в основе все сущего.
> Законы же выписанные им в кратких формулировках являются лишь инструментальным методом или характеристикой некоей умозрительной модели.
> Сила в понятиях этих законов характеризует взаимодействие чего-либо с чем -либо. Масса есть собственная характеристика того или иного выделенного объекта.
Слишком много аксиоматических понятий: взаимодейтсвие (что это такое?), ничего не значащее словосочетание собственная характеристика того или иного выделенного объекта. А между тем законы Ньютона можно сфотрмулировать без всяких так называемых "аксиоматических понятий" таких как взаимодействие и инертная масса, которые нельзя признать аксиоматическими, т. к. аксиоматическое понятие это то, что понятно всем и каждому без слов, и которое к тому же обладает тем свойством, что любые объяснения ничего не проясняют, напр понятие точки, плоскрсти, прямой понятны всем, но объяснить, что это такое никт не может, их можно признать аксиоматическими. Понятия взаимодействия (в смысле причины, вызывающей взаимное ускоренное движение тел), инертная масса непонятны никому без слов, они понятны только со словами. Законы Ньютона можно записать в терминах одних только ускорений. Посмотрите пожалуйста сообщение http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html. И тогда можно доходчиво объяснить, что есть масса и взаимодействие в физическом смысле. Я жду ваших комментариев по поводу http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html.
не зависит от того, где в каком состоянии находится тело, с кем оно взаимодействует, масса сохраняется с переходом тела из одного фазовогосостояния в другое, из одной задачи в другую.
> Сила же соответственно привязана к типу взаимодействия, можно менять условия задачи, подставлять разные объекты. Для каждого типа взаимодействия можно опытным или иным путем установить численную величину силы.
> Например:
> F=kx - сила упругости пружины
> F=mg - сила тяжести
> F=pS - сила давления газа на поршень
> и т.д.
> Закон №2 устанавливает численную связь между определенной таким образом силой и характеристиками движения тела. Это просто уравнение позволяющее вычислить траекторию тела, например. Уравнение Навье-Стокса это тоже закон Ньютона. И много других примеров.
> Что дает Закон №1? Если мы можем представить себе такую модель в которой некое тело не испытывает никаких внешних воздействий. Ни с чем не взаимодействует. По Аристотелю такое тело должно было находиться в покое. Ньютон установил что в этом совершенно умозрительном случае тело будет двигаться. Оно будет двигаться прямолинейно и равномерно в некоторой системе отчета, которую мы и будем называть инерциальной.
> Здесь возникает пожалуй только одна проблема - что делать если тело (или любая замкнутая система тел) вращается, то есть сохраняет некоторый момент вращения.
> Следует понимать что выбранная нами система отчета не связана с данным телом. Она абстрактна как само пространство. Важно то, что в данной системе отчета и любое другое тело, находясь в отсутствии внешних воздействий, также будет двигаться прямолинейно и равномерно. Любое.
> Первый закон и устанавливает существование таких систем. Что в принципе далеко не бесспорно. Можно утверждать например что в природе не существует замкнутых инерциальных систем. В принципе. Но это уже тема космологического масштаба.


> Слишком много аксиоматических понятий: взаимодейтсвие (что это такое?), ничего не значащее словосочетание собственная характеристика того или иного выделенного объекта. А между тем законы Ньютона можно сфотрмулировать без всяких так называемых "аксиоматических понятий" таких как взаимодействие и инертная масса, которые нельзя признать аксиоматическими, т. к. аксиоматическое понятие это то, что понятно всем и каждому без слов, и которое к тому же обладает тем свойством, что любые объяснения ничего не проясняют, напр понятие точки, плоскрсти, прямой понятны всем, но объяснить, что это такое никт не может, их можно признать аксиоматическими. Понятия взаимодействия (в смысле причины, вызывающей взаимное ускоренное движение тел), инертная масса непонятны никому без слов, они понятны только со словами. Законы Ньютона можно записать в терминах одних только ускорений. Посмотрите пожалуйста сообщение http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html. И тогда можно доходчиво объяснить, что есть масса и взаимодействие в физическом смысле. Я жду ваших комментариев по поводу http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html.

Нет, я не пытался дать определение, тем более аксиоматическое таким понятиям как сила и масса. Упаси боже. Изначально я хотел лишь сказать что и Ньютон в свои законы таких определений не вкладывал.
Я не знаю что такое есть сила, откуда она берется и куда девается.
По теме сообщения сообщений 8110 - думаю что вряд ли это дает сколь либо полное аксиоматическое построение. Ну хорошо - у силы нет причин, у взаимодействия нет характеристик, все движется просто так.
Но давайте возьмем простой пример. Вот наклонная плоскость и на ней в присутствии тяжести и трения покоится грузик. Движения нет. И вот то же самое только без тяжести - в невесомости. Это одна и та же ситуация? В Ваших построениях нет сил, есть только движение. Но вот в этом примере из траектории движения не выстроить обратно реальную картину как она есть на самом деле.


> Слишком много аксиоматических понятий: взаимодейтсвие (что это такое?), ничего не значащее словосочетание собственная характеристика того или иного выделенного объекта. А между тем законы Ньютона можно сфотрмулировать без всяких так называемых "аксиоматических понятий" таких как взаимодействие и инертная масса, которые нельзя признать аксиоматическими, т. к. аксиоматическое понятие это то, что понятно всем и каждому без слов, и которое к тому же обладает тем свойством, что любые объяснения ничего не проясняют, напр понятие точки, плоскрсти, прямой понятны всем, но объяснить, что это такое никт не может, их можно признать аксиоматическими. Понятия взаимодействия (в смысле причины, вызывающей взаимное ускоренное движение тел), инертная масса непонятны никому без слов, они понятны только со словами. Законы Ньютона можно записать в терминах одних только ускорений. Посмотрите пожалуйста сообщение http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html. И тогда можно доходчиво объяснить, что есть масса и взаимодействие в физическом смысле. Я жду ваших комментариев по поводу http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html.

И наверное еще добавлю, что это построение в 8110 чем-то напоминает мне законы оптики. Вот луч света переходит границу сред и зримо преломляется под каким-то там углом. У него у луча нет массы и никакие там силы не действуют на него в момент перехода границы между средами, а вот есть закон, что луч выбирает наименьший путь из одной точки в другую, и вот из этого закона мы получаем угол преломления.


> Попробую сформулировать свое представление законов Ньютона. В принципе автор и не претендовал на то что его законы дают сущностное представление явлений. Сам он много думал и писал о том, что лежит в основе все сущего.
> Законы же выписанные им в кратких формулировках являются лишь инструментальным методом или характеристикой некоей умозрительной модели.
> Сила в понятиях этих законов характеризует взаимодействие чего-либо с чем -либо. Масса есть собственная характеристика того или иного выделенного объекта. Она не зависит от того, где в каком состоянии находится тело, с кем оно взаимодействует, масса сохраняется с переходом тела из одного фазовогосостояния в другое, из одной задачи в другую.
> Сила же соответственно привязана к типу взаимодействия, можно менять условия задачи, подставлять разные объекты. Для каждого типа взаимодействия можно опытным или иным путем установить численную величину силы.
> Например:
> F=kx - сила упругости пружины
> F=mg - сила тяжести
> F=pS - сила давления газа на поршень
> и т.д.
> Закон №2 устанавливает численную связь между определенной таким образом силой и характеристиками движения тела. Это просто уравнение позволяющее вычислить траекторию тела, например. Уравнение Навье-Стокса это тоже закон Ньютона. И много других примеров.
> Что дает Закон №1? Если мы можем представить себе такую модель в которой некое тело не испытывает никаких внешних воздействий. Ни с чем не взаимодействует. По Аристотелю такое тело должно было находиться в покое. Ньютон установил что в этом совершенно умозрительном случае тело будет двигаться. Оно будет двигаться прямолинейно и равномерно в некоторой системе отчета, которую мы и будем называть инерциальной.
> Здесь возникает пожалуй только одна проблема - что делать если тело (или любая замкнутая система тел) вращается, то есть сохраняет некоторый момент вращения.
> Следует понимать что выбранная нами система отчета не связана с данным телом. Она абстрактна как само пространство. Важно то, что в данной системе отчета и любое другое тело, находясь в отсутствии внешних воздействий, также будет двигаться прямолинейно и равномерно. Любое.
> Первый закон и устанавливает существование таких систем. Что в принципе далеко не бесспорно. Можно утверждать например что в природе не существует замкнутых инерциальных систем. В принципе. Но это уже тема космологического масштаба.

Законы Ньютона в том виде в котором их сегодня преподают, это просто формулы, что и вызывает разночтение и непонимание у теоретиков.
Основным достижением Ньютона было создание методологии научного познавания свойств окружающего материального мира.
Данная методология подробно изложена в его работе "Математические начала натуральной философии", раздел "Поучения" и др.
Именно, используя свою (ставшую классической) методологию, Ньютон смог открыть множество фундаментальных свойств материального мира, благодаря которым мы имеем сегодня всю современную технику.
К сожалению методология выпала из общеобразовательного процесса и мы имеем бессмысленные споры теоретиков о трактовках и справедливости законов Ньютона.
У инженеров, знающих по опыту, как работают законы Ньютона, таких вопросов не возникает.
Так-что формулы, это только формулы. Это еще не физика.

Группа Естественной Физики


> > Интересная оценка. По части кратких формулировок напрашивается вопрос: Вы "Математические начала натуральной философии" Ньютона читали или судите по переложениям в учебной литературе в виде трёх законов и закона всемирного тяготения?
> Честно говоря - очень давно, во времена студенчества. Не соизволите ли процитировать?
Что именно? Весь трактат? Однако, многовато будет. Хотел для Вас найти онлайновую ссылочку, но, увы, не нашел. Бумажные с полки, боюсь, не годятся для демонстрации в сети.
> > Вы пишете "определённой таким образом", а я не уверен, что Вам удалось определить. Ньютон определяет и именно вторым законом, а Вы - нет.
> Пользуясь Ньютоновым определением можно проградуировать и пружину (динамометр) и всё остальное. И электрические силы определяются через ньютоновские.
> Нет, как раз с этим я и не согласен. Если Ньютон - как Вы полагаете - дал определение силы (закон №2), то позвольте спросить - какой именно силы, каковы ее свойства, как она зависит от параметров? Закон всемирного тяготения - это да это определение силы гравитационного взаимодействия. Закон Кулона - электрического.

Не хотелось бы заниматься здесь на ограниченном форумном пространстве изложением основ.
Ньютон определяет силу, как причину ускорения, а 2-й закон это количественное выражение этого определения. Возмите эталонную единичную массу (1 kg), приложите к ней такую силу, которая вызовет ускорение этого тела 1 м/с2, получите единичную силу. Не даром единицу силы назвали ньютоном, вполне заслуженно. Внесите разнообразие. Приложите силу через пружину, отметьте деформацию пружины единичной силой. Далее возмите двойную массу или двойное ускорение - поставите вторую отметку, ... Кстати в процессе градуировки пружин, стержней, резинок и др. деформируемых тел Вы наверняка обнаружите ограниченность приведённого Вами закона F=kx, но не обнаружите ограниченности закона F=ma. Закон Кулона Вы будете проверять, пользуясь градуированным динамометром и лишь после этого придёте к определениям величин заряда (кулон), тока (ампер) и т.д.

> Кстати, для силы упругости коэффициент "К" можно определить опытынм путем, можно теоретически, с хорошей степенью приближенности модели. Точно теоретически вычислить конечно сложно, но в принципе можно.

Хотелось бы увидеть эти опыты и эту теорию:)

> Ускорение свободного падения на поверхности Земли это гравитационная постоянная умноженная на массу Земли и поделенная на квадрат радиуса Земли.

А Вы не подскажите ли, как определялась масса Земли?

> Давление газа например тоже можно определить теоретически скажем в модели идеального газа.
> Ньютон не давал определения силы там или массы или заряда... Закон Ньютона дает характеристику движения, зависимость между основными параметрами системы. А где и как их взять, какова эта сила, как она определяется - это дело десятое.

> > Вообще-то это Галилей, а не Ньютон установил. Ньютон это принял и включил в свою механику в качестве одной из исходных посылок.

> Ну.. наверняка еще и до Галилея кто-нибудь...

Кто-нибудь, это кто? Если у Вас есть конкретная информация, так не томите, выкладывайте и начнем общими усилиями восстанавливать историческую справедливость.

> > А что собственно Вы хотели сказать? Есть претензии к Ньютону? Есть какие-либо дополнения, изменения, опровержения?
> Не знаю. К чему строить домыслы? Ну есть у меня модель. Совершенно идеалистическая. Я ее может и напишу, потом...

Если не уверены, то лучше не надо.

> Искренне Ваш

Взаимно.


> > Слишком много аксиоматических понятий: взаимодейтсвие (что это такое?), ничего не значащее словосочетание собственная характеристика того или иного выделенного объекта. А между тем законы Ньютона можно сфотрмулировать без всяких так называемых "аксиоматических понятий" таких как взаимодействие и инертная масса, которые нельзя признать аксиоматическими, т. к. аксиоматическое понятие это то, что понятно всем и каждому без слов, и которое к тому же обладает тем свойством, что любые объяснения ничего не проясняют, напр понятие точки, плоскрсти, прямой понятны всем, но объяснить, что это такое никт не может, их можно признать аксиоматическими. Понятия взаимодействия (в смысле причины, вызывающей взаимное ускоренное движение тел), инертная масса непонятны никому без слов, они понятны только со словами. Законы Ньютона можно записать в терминах одних только ускорений. Посмотрите пожалуйста сообщение http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html. И тогда можно доходчиво объяснить, что есть масса и взаимодействие в физическом смысле. Я жду ваших комментариев по поводу http://forum.nad.ru/newboard/messages/8110.html.

> Нет, я не пытался дать определение, тем более аксиоматическое таким понятиям как сила и масса. Упаси боже. Изначально я хотел лишь сказать что и Ньютон в свои законы таких определений не вкладывал.
> Я не знаю что такое есть сила, откуда она берется и куда девается.
> По теме сообщения сообщений 8110 - думаю что вряд ли это дает сколь либо полное аксиоматическое построение. Ну хорошо - у силы нет причин, у взаимодействия нет характеристик, все движется просто так.
> Но давайте возьмем простой пример. Вот наклонная плоскость и на ней в присутствии тяжести и трения покоится грузик. Движения нет. И вот то же самое только без тяжести - в невесомости. Это одна и та же ситуация? В Ваших построениях нет сил, есть только движение. Но вот в этом примере из траектории движения не выстроить обратно реальную картину как она есть на самом деле.

В сообщении 8110 было показано, что для описания движения тел нет необходимости в понятии взаимодействия, что все тела имеют взаимные ускорения просто потому, что существует такой закон природы, что все тела должны иметь взаимные ускорения. Если мы будем рассматривать груз как материальную точку, то разница будет такая же как в случае предположения существования сил, в случае сил сила гравитации равна электростатической силе и результирующая сила равна нулю. В случае ускорений без сил ускорение по гравитационному типу равно ускорению по электростатическому типу и результирующее ускорение равно нулю. Закон гравитации и Кулона можно записать без гравитационных масс и электрических зарядов в терминах одних лишь ускорений также как и законы Ньютона (что было показано в сообщении 8110). В случае невесомости, раз грав и электр ускорения/силы равны нулю, то и результирующее ускорение/сила равна нулю.
Обратили ли вы внимание на самое главное, что я хотел подчеркнуть в 8110, что если использовать в формулировке законов Ньютона привычные понятия силы и массы, то в них отсутствует логика. Логика появляется только если формулировать их в терминах ускорений.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100