Cтраница 2
Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета. [16]
Применение второго и третьего законов Ньютона к системе взаимодействующих тел позволяет сформулировать закон движения центра инерции системы тел в очень простом виде: центр инерции дЕижется так, как двигалась бы материальная точка с массой, равной сумме масс всех тел, входящих в систему, под действием силы, равной векторной сумме всех внешних сил, действующих на тела рассматриваемой системы. В частности, отсюда следует, что под действием только внутренних сил центр инерции не может приобрести ускорения. [17]
Таким образом, потенциальная энергия однозначно характеризует механическое состояние системы взаимодействующих тел или частиц тела. [18]
Законы механики для точечного тела, а также законы сохранения для системы взаимодействующих тел установлены относительно инерциальных систем отсчета; таковой является система отсчета 5, связанная с неподвижными звездами. Однако при изучении механических явлений ( например, в лабораторных условиях) возникает необходимость в практически более удобных системах отсчета. Разумеется, можно любую составную часть изучаемого объекта условно полагать неподвижной и с ней связать координатные оси, но полученная таким образом система отсчета может оказаться неинерциаль-ной. Например, в изолированной системе из двух притягивающихся тел можно одно из них принять за неподвижное; тогда второе тело будет с ускорением приближаться к неподвижному первому и общее количество движения в системе ( состоящее в данном случае только из количества движения второго тела) с течением времени увеличивается. [19]
Законы механики для точечного тела, а также законы сохранения для системы взаимодействующих тел установлены относительно инер-циальных систем отсчета; таковой является система отсчета 50, связанная с неподвижными звездами. Однако при изучении механических явлений ( например, в лабораторных условиях) возникает необходимость в практически более удобных системах отсчета. [20]
Законы механики для точечного тела, а также законы сохранения для системы взаимодействующих тел установлены относительно инерциальных систем отсчета; таковой является система отсчета So, связанная с неподвижными звездами. Однако при изучении механических явлений ( например, в лабораторных условиях) возникает необходимость в практически более удобных системах отсчета. Разумеется, можно любую составную часть изучаемого объекта условно полагать неподвижной и с ней связать координатные оси, но полученная таким образом система отсчета может оказаться неинерциальной. Например, в изолированной системе из двух притягивающихся тел можно одно из них принять за неподвижное; тогда второе тело будет с ускорением приближаться к неподвижному первому и общее количество движения в системе ( состоящее в данном случае только из количества движения второго тела) будет с течением времени увеличиваться. [21]
Величину, измеряемую работой, которую совершает консервативная сила, переводя систему взаимодействующих тел из состояния с одним их взаимным расположением в состояние с другим расположением, называют потенциальной энергией. [22]
Разумеется, если вместо тела, падающего на Землю, рассматривать какую-нибудь систему взаимодействующих тел, то ситуация будет не столь прозрачной. Следовательно, в любой изолированной системе энергия, как и в случае свободного падения, сохраняется. [23]
Обеспечение обратимости требует представления о процессе как о последовательности термодинамически равновесных состояний в системе взаимодействующих тел. В соответствии с таким представлением, являющимся, конечно, только приближенным, процесс называют также квазистатическим. [24]
Не нужно упускать из вида тот факт, что понятие потенциальной энергии применимо по отношению к системе взаимодействующих тел. Вначале было показано, что в большинстве случаев при движении массы в поле Земли кинетической энергией Земли можно пренебречь. По этой причине можно считать, что масса обладает потенциальной энергией, но в действительности потенциальная энергия принадлежит системе, а не отдельно какому-нибудь из членов этой системы. Можно думать, что потенциальная энергия в гравитационном поле связана с растяжением воображаемой гравитационной пружины. Один конец этой пружины прикреплен к Земле. Если упустить из вида тот факт, что потенциальная энергия связана с системой двух тел, можно прийти к ошибочному заключению, утверждая, например, что, когда человек поднимает какой-нибудь предмет с пола на стол, над этим предметом не производится никакой работы. На поднимаемое тело действуют две силы: сила тяги человека и гравитационное притяжение к Земле. Работа была совершена, и энергия была передана от человека к системе Земля - тело. Эту передачу энергии лучше всего рассматривать как результат комбинации давления на пол со стороны ног и силы тяги, приложенной к предмету со стороны рук. Эти усилия совместно растягивают гравитационную пружину и, таким образом, запасают в ней энергию. [25]
Именно трение покоя и служит той внешней силой, которая ослабляет или уравновешивает действие одной из внутренних сил системы взаимодействующих тел и позволяет поэтому другой внутренней силе перемещать тела, составляющие эту систему. Это и послужило основанием к тому, что трение покоя иногда называют ведущим трением. [26]
Если связать с этой точкой координатные оси, то получим новую инерциальную систему отсчета. Таким образом, для каждойЪизолированной системы взаимодействующих тел система отсчета, связанная с ее центром масс, является инерциальной. [27]
Большинство методов расчета теплофизических свойств жидкостей и газов и их смесей, а также фазовых превращений базируется на применении термодинамического метода исследования физических свойств и агрегатных состояний тел. Термодинамический метод состоит в изучении свойств системы взаимодействующих тел путем анализа условий и количественных соотношений, происходящих в системе превращений энергии. Данный метод, в отличие от статистического, не связан с конкретными представлениями о внутреннем строении тел и характере движения образующих их частиц. Термодинамика оперирует с макроскопическими характеристиками изучаемых объектов, основываясь на следующих положениях - первом и втором законах термодинамики, понятиях о термодинамической температуре и энтропии, представлениях об обратимости и необратимости процессов, которые даются в соответствующих курсах термодинамики. Термодинамический метод применяют для исследования термодинамической системы - совокупности макроскопических объектов ( материальных тел и по - - лей), имеющих конечные размеры с. Границы не являются составной частью системы и не аккумулируют энергию или вещество. Все, что находится вне системы, является внешней ( окружающей) средой. [28]
Научной основой изучения фазовых превращений флюидов является применение термодинамического метода. Термодинамический метод состоит в изучении свойств системы взаимодействующих тел на основе анализа перврашений энергии в этой системе. Данный метод, в отличие от статистического, не связан с конкретными представлениями о внутреннем строении тел и характере движения образующих их частиц. Его применяют для изучения термодинамических систем. [29]
Таким образом, работа внутренних сил может привести к изменению кинетической энергии системы. Именно благодаря этому обстоятельству механическая энергия системы взаимодействующих тел не сводится только к сумме их кинетических энергий. Полная механическая энергия системы наряду с кинетической энергией включает в себя потенциальную энергию взаимодействия частиц системы. [30]