ПритяжениеВторой закон движенияНебесная механика Первый закон механики Ньютона и ускорение свободного падения Принципы относительности Галилея Траектории падающих тел, баллистика Третий закон Ньютона Далее Ньютон счел нужным рассмотреть «массу» в отношении к силе тяжести. Обычно мы измеряем массу как вес. Но вес — это только результат действия силы земного притяжения. Если бы притяжения не было, предмет стал бы невесомым. Тем не менее он по-прежнему состоял бы из того же количества материи. Следовательно, масса не зависит от веса и ее можно измерять каким-то способом, который не включал бы в себя вес. Предположим, что вы пытаетесь двигать какой-то предмет по поверхности, не обладающей трением, в направлении, горизонтальном по отношению к поверхности Земли, так что сила тяжести никакого сопротивления не оказывает. В связи с инерцией тела, чтобы привести его в движение или ускорить это движение, необходимо усилие. Если бы вы точно измерили приложенную вами силу, например растягивая пружинные весы (динамометр), прикрепленные к этому телу, то вы бы получили, что сила, потребовавшаяся для того, чтобы придать ему некое ускорение, будет прямо пропорциональна массе. Если удвоить массу, то для этого потребуется вдвое большая сила. Для данной массы потребовавшаяся сила будет прямо пропорциональна необходимому ускорению. Математически это выражается уравнением F = mа. Это уравнение известно как второй закон движения (второй закон Ньютона). Итак, Галилей выяснил, что действие земного притяжения ускоряет все тела, тяжелые и легкие, совершенно одинаково. (Сопротивление воздуха может замедлить падение очень легких тел, но в вакууме перо будет падать так же быстро, как кусок свинца, что можно легко продемонстрировать.) Поскольку все тела при падении получают одинаковое ускорение, то, чтобы второй закон движения выполнялся, следует предположить, что сила притяжения Земли, воздействующая на тяжелое тело, должна быть больше, чем на легкое. Например, для ускорения массы, которая в восемь раз больше, чем другая, нужна в восемь раз большая сила. Из этого следует, что сила притяжения, действующая на любое тело, должна быть точно пропорциональна массе этого тела. (Вот почему на поверхности Земли масса тела может быть достаточно точно измерена как вес.)
|
|
|