Принцип относительности Галилео Галилея

"Нет стремления более естественного, чем стремление к знанию." - М.Монтень

Галилео Галилей ( ) Великий итальянский физик, механик и астроном; один из основателей точного естествознания. Его имя связано с первыми наблюдениями небесных тел с помощью телескопа.

Биография В 1581 Галилео поступил в Пизанский университет, где должен был изучать медицину. Однако предпочитал самостоятельные занятия геометрией и практической механикой. ___ В 1583 году Галилео Галилей во время богослужения в Пизанском соборе, глядя на люстры, подвешенные к потолку на длинных тонких цепях, придумал маятник. ___ В 1589 Галилео получил в Пизанском Университете университете место профессора математики. Ко времени пребывания Галилея в Пизе относится его труд "О движении". В нем он впервые приводит доводы против аристотелевского учения о падении тел. ___ Знаменитую "падающую"башню- колокольню высотой 55 метров в своем родном городе Пиза Галилей использовал для проведения опытов по свободному падению. Нанятые носильщики по распоряжению Галилея втащили на вершину Пизанской башни пушечное ядро весом в центнер, а сам ученый внес туда же полуфунтовое ядро от кулеврины. Вскоре после опытов он сделал доклад, основной мыслью которого было, что легкие и тяжелые тела падают с одинаковой скоростью. ___ В 1592 Галилей занял кафедру математики Падуанского университета в Венецианской республике. В своем трактате по механике, написанном для студентов, Галилей изложил основы теории простых механизмов, пользуясь понятием момента силы. ___ В 1592–1610 гг. были написаны его основные работы в области динамики: о движении тела по наклонной плоскости и тела, брошенного под углом к горизонту; к этому же времени относятся его исследования о прочности материалов.

Галилео Галилеем был открыт принцип относительности движения. Так говорил Галилей о возможности постичь относительность движения: "Уединитесь под палубой большого корабля и пустите туда мух, бабочек и других подобных насекомых. Пусть там находится также большой сосуд с плавающими в нем рыбками. Подвесьте наверху ведерко, из которого капля за каплей вытекала бы вода, и погрузитесь в созерцание. При определенном везении с погодой, в процессе путешествия вы сможете постичь принцип относительности." Отличить равномерное прямолинейное движение такого корабля от покоя, находясь внутри, невозможно. ___ Считается, что Галилео Галилей первым применил телескоп в астрономии. В 1608 году Галилей изготовил телескоп с тридцатикратным увеличением. С помощью своей трубы Галилей обнаружил, что поверхность Луны такая же неровная и гористая, как у Земли; что Млечный Путь состоит из мириадов звезд; он наблюдал фазы Венеры. ___ Галелей открыл 4 спутника Юпитера. Однако, он не смог доказать профессорам Флорентийской Академии существование открытых им спутников Юпитера, хотя они были прекрасно видны в изобретенный телескоп. Академики категорически отказались смотреть в телескоп! ___ Галилей говорил, что однажды увидел Сатурн похожим на дряхлого старика с двумя сыновьями, которые поддерживают его под руки и помогают двигаться в пространстве. Когда же Галилей посмотрел на него под другим углом зрения, то, не увидев того, что в первый раз напомнило сыновей, воскликнул: "Неужели он сделал это?" Все дело в том, что телескоп Галилея был слаб, и кольца Сатурна он видел как две выпуклости по разным сторонам планеты. Иногда кольца были расположены под таким углом, что катались исчезнувшими. ___ В 1610 году Галилей сделал еще одно открытие: он усмотрел на Солнце темные пятна, и утверждал, что пятна должны находиться на самой поверхности Солнца. Римская коллегия, состоявшая из ученых- иезуитов, среди которых были хорошие математики подтвердила телескопические наблюдения Галилея.

Как известно, изобретателем жидкостного термометра был Галилей. Однако термометрами его конструкции не всегда можно было пользоваться севернее Италии, т.к. вода в термометре зимой просто замерзала. ___ В 1612 году Галилей математически обосновывает закон Архимеда. ___ Мысли об устройстве мира, высказанные Галилеем, совпадали со взглядами Н. Коперника и Дж. Бруно. Галилей также считал, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Галилей считал Луну сходной по своей природе с Землей, он объяснял природу «пепельного света» Луны тем, что ее темная сторона в это время освещается светом Солнца, отраженным от Земли, следовательно, Земля – одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Так же рассуждает Галилей и о движении спутников Юпитера, кроме того Галилей наблюдает фазы Венеры. Ему становится ясно: это явление объясняется движение планеты вокруг Солнца. ___ Еще в 1597 году Галилей писал: «К мнению Коперника о гелиоцентрической системе я пришел много лет назад и, исходя из него, нашел причины многих естественных явлений». Подобные высказывания послужили поводом к доносу на Галилея в инквизицию, и защититься от обвинений в ереси Галилею не удалось. В 1616 году был опубликован декрет, по которому сочинение "О вращении небесных сфер" Коперника объявлялось еретическим и запрещалось. А в 1632 году был опубликован труд Галилея "Диалоги о двух важнейших системах мира – Птолемеевой и Коперниковой", в которой автор явно выступал на стороне Коперника. Книга Галилея была снята с продажи, а против него начался судебный процесс. Его приговорили к пожизненному тюремному заключению. В 1633 году он был вынужден публично отречься от учения Коперника. Инквизиция заменила тюремное заключение домашним арестом, и Галилей 9 лет оставался «узником». ___ Интересно, что после смерти Галилео Галилея его друг епископ Пикколомини заказал портрет ученого. Заказ был выполнен в 1646 году, но только в 1911 году историк искусства Жюль ван Белл оф Рул установил, что широкая рама скрывает часть картины: астрономические эскизы, показывающие вращение Земли вокруг Солнца, которые на портрете заключенный в темницу Галилей выцарапывает гвоздем на стене. в невидимой части картины можно было прочитать слова, приписываемые по легенде Галилею: "А все- таки она вертится!" ___ В Сиене под Флоренцией, несмотря на папский запрет, он написал трактат "Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения". Этот труд обобщил труды Галилея по различным проблемам физики.

итальянскому ученому Галилео Галилею удалось установить, что траекторией тела, брошенного под углом к горизонту в безвоздушном пространстве, является парабола. А итальянец Тарталья (1500 – 1557 г.), даже не зная законов движения, пришел к выводу, что наибольшей дальности стрельбы можно достичь, если наклонить орудие к горизонту под углом 45 градусов.

Принцип относительности классической механики Принцип относительности классической механики, установленный Г.Галилеем, утверждает, что все инерциальные системы отсчёта в механике равноправны. Поэтому равномерное и прямолинейное движение системы отсчёта не оказывает никакого влияния на ход механических процессов, протекающих в этой системе.

Теория относительности А. Эйнштейна Первый постулат: Принцип относительности - главный постулат теории относительности Эйнштейна – «все процессы природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта». Второй постулат: «Скорость света в вакууме одинакова для всех инерциальных систем отсчёта. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника светового сигнала».

Релятивистский закон сложения скоростей Вывод: из релятивистского закона сложения скоростей следует, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и является одновременно величиной постоянной и предельной: ничто не может двигаться быстрее скорости света в вакууме. Справедливость формулы подтверждена тем, что все вытекающие из неё следствия были проверены экспериментально. Если v<<c и v 1 <<c, то vv 1 /c 2 можно пренебречь, следовательно v 2 =v 1 +v. Результирующая скорость движения, вычисленная по релятивистскому закону будет совпадать со скоростью, вычисленной по формуле сложения скоростей, принятой в классической физике.

be44265c70d0/%5BPH10_GL01-P003%5D_%5BMA_01%5D.swf be44265c70d0/%5BPH10_GL01-P003%5D_%5BMA_01%5D.swf 7c82ccd4dfea/%5BPH10_GL01-P001%5D_%5BMA_01%5D.swf 7c82ccd4dfea/%5BPH10_GL01-P001%5D_%5BMA_01%5D.swf Инерциальная система отсчета - система отсчета, в которой тело, не взаимодействующее с другими телами, сохраняет состояния покоя или равномерного прямолинейного движения

Примеры использования закона инерции Интереснейшим подтверждением существования инерции служит обыкновенный волчок. Ось вращения стремится сохранить свое равновесие, волчок как бы сопротивляется попытке его опрокинуть. Чем массивнее волчок и чем быстрее он вращается, тем упорнее противодействует он опрокидыванию.

Примеры использования закона инерции ГИРОКОМПАС, прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Рис. Принципиальная схема чувствительного элемента однороторного гирокомпаса с ртутными сосудами: 1 ротор; 2 гиро камера; 3 сосуды с ртутью; 4 соединительная трубка; 5 лапа.

Примеры использования закона инерции Явление инерции использовано и при устройстве взрывателей артиллерийских снарядов. Когда снаряд, ударяясь о препятствие, внезапно останавливается, взрывной капсюль, помещающийся внутри снаряда продолжает двигаться и наскакивает на жало взрывателя.

Примеры использования закона инерции Подобные проявления инерции тел широко применяются и в быту, и в технике. Вытряхивание пыльной тряпки, стряхивание лишней капли чернил с пера, «сбрасывание» столбика ртути в медицинском термометре все эти действия используют инерцию движения тел (частиц пыли, капли чернил, ртути в капилляре термометра).

Примеры использования закона инерции Петя ехал к бабушке на электричке, и всю дорогу над ним издевались какие-то два неведомые ему явления. Одно при каждой остановке толкало Петю вперед, а другое, когда вагон трогался - дергало назад. Что это за хулиганские явления, и может ли транспортная милиция с ними справиться? Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Примеры использования закона инерции Петя ехал к бабушке на электричке, и всю дорогу над ним издевались какие-то два неведомые ему явления. Одно при каждой остановке толкало Петю вперед, а другое, когда вагон трогался - дергало назад. Что это за хулиганские явления, и может ли транспортная милиция с ними справиться? Ответ: над Петей глумились инерция движения и инерция покоя. С этими двумя явлениями не то что милиция, с ними никакие сухопутно-воздушно-морские вооруженные до зубов силы не справятся. Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Примеры использования закона инерции Если схватить Петю и резко встряхнуть - из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки,кусочки свинца и 144 рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления природы? Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Примеры использования закона инерции Если схватить Петю и резко встряхнуть - из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки,кусочки свинца и 144 рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления природы? Ответ: инерция - вот причина, по которой гвозди и прочая ерунда вылетает из карманов трехнутого Пети. Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Примеры использования закона инерции 2. Петя ехал к бабушке на электричке, и всю дорогу над ним издевались какие-то два неведомые ему явления. Одно при каждой остановке толкало Петю вперед, а другое, когда вагон трогался - дергало назад. Что это за хулиганские явления, и может ли транспортная милиция с ними справиться? Ответ: над Петей глумились инерция движения и инерция покоя. С этими двумя явлениями не то что милиция, с ними никакие сухопутно-воздушно-морские вооруженные до зубов силы не справятся. 3. Если схватить Петю и резко встряхнуть - из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки,кусочки свинца и 144 рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления природы? Ответ: инерция - вот причина, по которой гвозди и прочая ерунда вылетает из карманов трехнутого Пети. 4. Что заметил передовой Галилей, когда от него сначала отстала инквизиция, а потом все остальные тела? Ответ: инквизиция, конечно, не тело, но передовой Галилей верно заметил, что если к нему никто не пристает, то он либо находится в покое, либо равномерно и прямолинейно движется сам не зная куда. По инерции. Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Примеры использования закона инерции Что заметил передовой Галилей, когда от него сначала отстала инквизиция, а потом все остальные тела? Ответ: инквизиция, конечно, не тело, но передовой Галилей верно заметил, что если к нему никто не пристает, то он либо находится в покое, либо равномерно и прямолинейно движется сам не зная куда. По инерции. Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!

Автор: Сабитова Файруза Рифовна учитель физики 1 квалификационной категории