Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона является частью, можно сказать, стороной, всеобщего философского закона о
причинно-следственной связи – любому явлению есть причина, любое явление является причиной другого явления
(других явлений). Оба эти закона являются следствием, пожалуй, самого глобального закона – закона сохранения
энергии.
Есть много разных современных заумных формулировок, о том, что существуют некие инерциальные
системы отсчёта (ИСО), в которых выполняются законы Ньютона (инерциальная – нет ускорения). Эти
формулировки можно было бы и не вставлять в школьные учебники, не морочить детям голову. Самая лучшая
формулировка этого закона, всё-таки, авторская (Ньютоновская), с гением трудно спорить.
«Всякое тело продолжает пребывать в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения,
пока приложенные силы не понудят его изменить это состояние». (Точный, дословный, перевод с английского на
русский неоднозначен, есть и другие переводы, но их смысл мало отличается). Свойство тел сохранять свою
скорость и направление ещё называют инерцией, а Первый закон Ньютона, законом Инерции. Чтобы тело
разгонялось, замедлялось, или меняло направление движения необходимо действие силы. Вспомните, сколько аварий
на гололёде: водитель тормозит, а автомобиль продолжает движение с неподвижными колёсами – сила трения
мала; водитель поворачивает колёса, а автомобиль движется прямо - передние колёса, из-за небольшой силы
трения, не создают достаточное боковое усилие для поворота.
Как видите, в оригинале ни слова про ИСО. Вся наша жизненная практика показывает нам, что законы
Ньютона выполняются приблизительно, нет места во Вселенной, где бы законы Ньютона выполнялись с
абсолютной точностью. Но это не говорит о том, что эти законы не верны, это говорит о том, что нет места
во Вселенной, где бы не действовали какие-либо неучтённые силы, поэтому о законах Ньютона возможно
рассуждать лишь приблизительно и относительно чего-либо - Земли, Солнца, звёзд, и так далее - ИСО в природе
не существуют! Согласно Ньютоновской механики Пространство и время абсолютны. Но нет материального
объекта, который можно было бы выбрать в качестве абсолютной точки отсчёта. Все материальные тела
движутся по криволинейным траекториям. Даже свет не распространяется по абсолютно прямолинейным
траекториям, вблизи тяжёлых космических объектов меняет направление. Луч света нельзя считать точкой
отсчёта ещё и потому, что скорость движения ИСО должна быть меньше скорости света. Параллельные,
перпендикулярные и абсолютно прямые линии, также существуют лишь в нашем воображении. Но, если взять, к
примеру, кусок земной орбиты равный размеру линейки, или металлическому профилю (уголок, швеллер, рельс,
труба), то вы не найдёте человеческую линейку, рельс, трубу которые будут прямее. Кусок Земной орбиты длиной
одиннадцать метров имеет прогиб ≈ 10−10 м - 1А(ангстрем) что, примерно, равно размеру атома водорода, самый
точный металлопрокат не превышает точности 0,05мм, что больше в 500 000 раз! Всё относительно! Для
большинства наших Земных расчётов, мы, вполне можем считать нашу Землю ИСО – центробежное ускорение на
экваторе относительно центра Земли составляет ≈ 0,034 м⁄с2 , ускорение относительно Солнца ≈ 0,006 м⁄с2 . Для
космических расчётов центром является Солнце. Его центростремительное ускорение относительно центра
Галактики по различным оценкам составляет ≈ 2 ∙ 10−10 м⁄ 2 .
с
Нельзя, практически, найти случай, когда нет ни каких сил, но можно привести бесчисленное множество
примеров, когда эти силы уравновешены. Книга будет бесконечно долго лежать на столе, пока вы её не возьмёте
– сила тяжести уравновешена упругостью стола. Планеты миллиарды лет движутся по своим орбитам, с
потрясающей, но не с абсолютной точностью повторяя своё движение, относительно Солнца. Сила притяжения
Солнца уравновешивается центробежной силой. Точность не абсолютная потому что есть и другие силы:
притяжение других планет, электромагнитное взаимодействие с Солнцем и планетами, трение - межпланетное
пространство не является абсолютным вакуумом, вблизи Солнца примерно 5 миллионов частиц в кубометре,
летящих от солнца, плюс хаотичные удары метеоритов. Эти силы меняются с течением времени, и периоды их
изменений не совпадают, поэтому ни одна планета не проходит дважды по одной и той же орбите. Земной год,
например, 2 тысячи лет назад, во времена Юлия Цезаря, был 31 556 927, 81; в 20 веке - 31 556 926, 09; в 21 столетии
31 556 925, 99 секунд. Если мы вспомним, что скорость движения Земли составляет
30 000 м⁄с, то 1 секунда
изменяет диаметр орбиты, примерно, на 10 километров.
Первый закон Ньютона является причиной многих, ежедневно и ежечасно наблюдаемых нами явлений.
Благодаря этому закону всё лежит на своих местах, потому что нет по соседству сил, способных, или желающих
сдвинуть лежащее, с одной стороны, а с другой - происходят колоссальные разрушения, из-за того, что нечему
остановить набравшие скорость массы.
Ежедневные приливы и отливы в океанах происходят потому, что из-за притяжения Солнца и Луны
колеблется Земная кора, но её колебания не превышают 70 – 80 сантиметров, среднее значение 30-40
сантиметров, а приливы в некоторых местах достигают 18 метров – и здесь делает своё дело Первый закон
Ньютона. Вода набегает на берег и убегает с него по инерции.
Понятие покоя, тоже очень относительное. Когда мы с вами уютно расположившись в кресле смотрим в
компьютер, относительно центра земли, мы несёмся с огромной скоростью. Живущие на широте 56 0, имеют
скорость ~ 933 км/час.
– скорость самолётов: Ту 154, Boing 747, а на экваторе ~ 667 км/час - быстрее на треть скорости звука! Но
это лишь начало. Земля, как было сказано выше, летит вокруг Солнца ~ 30 км/сек, не всякая ракета догонит, это
вам уже не игрушки, но это ещё не всё, наше Солнце, и мы вместе с ним, по современным оценкам летим вокруг
центра Галактики со скоростью 200 – 220 км/сек, центр Галактики, как вы догадались, тоже куда ни будь, с какойто скоростью тоже летит вместе с нами. Проведены измерения с большой точностью скорости движения центра
галактики относительно реликтового фонового свечения, реликтовый микроволновой фон принят в настоящее
время за некую абсолютную точку отсчёта, и эта скорость составляет около 550 км/сек, скорость Солнца
несколько меньше ~ 400 км/сек, потому что движение по круговой орбите в настоящий момент происходит против
направления движения центра, или всей галактики. Но мы выходим ночью, и все звёзды на месте. Но это потому,
что звёзды разделены колоссальными расстояниями. Чтобы земле сместится по орбите на один градус нужны,
примерно, сутки (86400сек), чтобы Солнцу и звёздам сместиться по орбите на 1,5 градуса, необходимо, примерно,
около миллиона лет. Но всё же, картины звёздного неба, сделанные в древнем Египте и в древней Греции, заметно
отличаются от современных.