Классическая и Специальная теория относительности. Взаимосвязь энергии и массы.

Инерциальные системы. Принцип относительности в классической механике Ньютона.

Классическая механика Ньютона базируется на гипотезе о существовании абсолютного пространства и времени. В основе механики Ньютона лежит принцип относительности Галилея о неразличимости покоя и прямолинейного равномерного движения. При описании движения тела систему отсчета можно связать как с неподвижными телами отсчета, так и с движущимися.

Движение тела в подвижной системе – относительное движение.

Движение тела в неподвижной системе – абсолютное движение.

Движение тела относительно неподвижной системы отсчета, которым оно обладало бы, будучи жестко связанное одной из точек подвижной, называется переносным движением.

 

 

	Имеем две системы:
a) неподвижную XYZ подвижнуюX’Y’Z’
б) X’Y’Z’ перемещается относительно XYZ прямолинейно со v0 вдоль оси х.
в) в начальный момент t = 0 оси обеих систем совпадали.
г) точка М имеет координаты как в подвижной так и в неподвижной системах

Преобразования ГАЛИЛЕЯ

Из преобразований Галилея следует, что время во всех системах, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно течет одинаково, а тела сохраняют свои размеры неизменными.

Продифференцировав эти соотношения по времени, получим соотношения для скоростей в подвижной неподвижной системах:

(1)

Уравнение в векторной записи в общем случае:

(2)

Уравнение (2) является классическим законом сложения скоростей.

Продифференцировав это соотношение по времени и учтя, что v_пер = const, получим:

(3)

Из уравнения (3) следует, что ускорение одного и того же тела в каждый момент времени одинаково во всех системах отсчета, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, т.е. в ИСО. А это значит, что силы, действующие на тело со стороны других тел, одинаковы во всех ИСО.

Назовем инвариантными величины, которые не зависят от выбора системы отсчета и являющиеся одинаковыми во всех ИСО. В механике Ньютона это время, размеры тела, масса, ускорение, сила.

Равенство (3) выражает механический принцип относительности Галилея.

Сформулируем постулаты классической теории относительности Ньютона:

I постулат.

Принцип относительности Галилея. Все механические явления в различных ИСО протекают одинаково, вследствие чего никакими механическими опытами, произведенными внутри инерциальной системы отсчета, нельзя установить, находится ли она в покое или движется равномерно и прямолинейно.

Согласно принципу относительности Галилея все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета и ни одна из них не является преимущественной, абсолютной.

II постулат. Существует абсолютное пространство и время.