Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 5. Основы специальной теории относительности

Представления классической физики о пространстве и времени

В общем случае, если перемещение и скорость тела в неподвижной системе отсчёта равны соответственно а в подвижной то

где — перемещение и скорость подвижной системы отсчёта относительно неподвижной.

Записанную формулу для скорости называют классическим законом сложения скоростей.

Таким образом, положение тела в пространстве, его перемещение и скорость являются величинами относительными, их значения зависят от выбора системы отсчёта.

Инвариантные величины в механике

3. Наряду с относительными величинами существуют такие, значения которых не зависят от выбора системы отсчёта. Эти величины называют инвариантными. К таким величинам в классической физике относятся ускорение, масса и сила, действующая на тело.

Инвариантным в классической физике считается и время. Это означает, что время течёт одинаково на поверхности Земли, в поезде, самолёте, на Луне, на Солнце и звёздах. Если, например, в движущемся относительно Земли поезде со стола на пол вагона падает какой-либо предмет, то промежуток времени (или временной интервал) между началом и концом его падения для наблюдателя в вагоне и для наблюдателя, стоящего на станции, будет одним и тем же.

Синхронизация часов в классической механике

4. Рассмотрим задачу о синхронизации часов. Пусть два человека удалены друг от друга на какое-то расстояние и находятся в точках А и В. Чтобы синхронизировать свои часы, человек, находящийся в точке А, посылает луч света в точку В, ив этот момент он устанавливает показание своих часов. Человек, находящийся в точке В, увидев сигнал, ставит такое же время на свои часы. Часы наблюдателей в точках А и B будут идти синхронно, т. е. показывать одинаковое время. Но так будет только в том случае, если считать, что свет распространяется из точки А в точку В мгновенно. В классической физике считается, что свет и все взаимодействия распространяются с бесконечно большой скоростью.

Инерциальные системы отсчёта

5. При изучении законов Ньютона вы познакомились с понятиями инерциальной и неинерциальной систем отсчёта. Напомним, что инерциальными называют системы отсчёта, относительно которых тела движутся равномерно и прямолинейно при отсутствии действия на них других тел или их компенсации. В этих системах отсчёта причиной ускорения тела является его взаимодействие с другими телами.

В XVII в. Галилеем был сформулирован принцип относительности, согласно которому механические процессы во всех инерциальных системах отсчёта при одинаковых начальных условиях протекают одинаково, т. е. они не зависят от того, покоится система отсчёта или движется равномерно и прямолинейно.

<<< К началу      Окончание >>>