PRINCIPIUL I (INERTIEI):
Un corp ramane in repaus sau miscare rectilinie uniforma atata timp cat asupra sa nu se exercita nici o actiune care sa-i modifice aceasta stare.
Def.: inertia = proprietatea intriseca a corpurilor de a-si mentine starea de repaus sau miscare rectilinie uniforma in absenta actiunilor exterioa 828c21i re care sa-i schimbe aceasta stare si de a se opune la orice actiune exterioara ce cauta sa produca acest fapt.
Def.: masa inertiala = observabila punctului material (marimea mecanica masurabila) in legatura cu inertia acestuia.
Discutii si definitii
1. Despre masa nu facem, deocamdata alte consideratii in afara de definitie. Pentru a clarifica aceasta notiune sunt necesare alte notiuni ce se vor introduce ulterior.
Putem spune la acest moment ca aceasta marime este una fundamentala in sistemul international de unitati si masuri, unitatea de masura pentru masa numindu-se kilogram:
2. Pentru ca principiul I sa aiba un continut bine determinat este necesar sa se indice reperul fata de care se considera miscarea corpului dat (punctului material). In acest sens experienta ne arata ca acest principiu nu este valabil in orice reper:
Ex.: intr-un tren care accelereaza, un observator, in lipsa frecarii, va constata ca, in raport cu acesta el se misca accelerat inapoi, in conditiile in care asupra sa nu se exercita nici o actiune. Asadar, in rapor cu trenul nu se respecta principiul I.
Newton a presupus existenta unui spatiu absolut, totdeauna acelasi si imobil in care toate corpurile au o miscare absoluta (el a descris acest reper absolut ca fiind constituit din stelele “fixe”, asa cum erau considerate pe atunci). Simturile noastre si toate experientele efectuate pana in prezent au infirmat aceasta presupunere: universul cunoscut este intr-o miscare eterna si continua. Prin urmare, suntem obligati sa acceptam existenta a doua clase de repere (sisteme de referinta – ca model matematic):
SRI – s. r. inertial, in care este respectat principiul inertiei;
SRNI – s. r. neinertial, in care nu este respectat acest principiu.
Vom cauta, in cele ce urmeaza, expresia matematica a conditiei impusa unui sistem de referinta de a fi inertial, in cadrul modelului matematic construit pana aici. Cu notatiile consacrate, sa impunem lui S si S’ conditia de inertiale. Asa cum am vazut, daca P este un punct material studiat in cele doua sisteme de referinta, intre coordonatele acestuia exista relatia:
|
Prin derivarea de doua ori a acestei relatii in raport cu timpul, obtinem legatura corespunzatoare dintre acceleratii:
|
Sa impunem acum mobilului, pentru a analiza continutul principiului inertiei, conditia de a fi in repaus sau miscare rectilinie uniforma in S; avem deci . S’ fiind si el inertial, va trebui, conform discutiei anterioare, ca P sa aiba aceeasi stare si in acest sistem, deci sa avem . De aici, conform relatiei anterioare, rezulta:
|
Reciproc, daca este indeplinita aceasta ultima relatie, din relatia de compunere a acceleratiilor rezulta , adica P este in repaus sau in miscare in S’. Aceasta inseamna ca in S’ se respecta principiul inertiei, adica S’ este inertial.
Asadar:
S’ = inertial
S si S’ se afla in repaus relativ sau in miscare rectilinie uniforma
|