Гелиоцентрическая система мира

Н. Коперник в XVI в. осуществил револю­цию в астрологии, повлекшую за собой революцию во всем естествознании. В центре мира Коперник поместил Солнце. Зем­ля же была переведена в ранг «подвижных звезд» и она вместе с другими планетами вращалась вокруг Солнца и одновременно вращалась вокруг своей оси. В науке началось формирование представлений об иной – гелиоцентричес­кой системе мира. Впервые получила объяснение смена времени года, были рассчитаны с доста­точно высокой точностью расстояния планет от Солнца.

Д. Бруно отвергал замкнутую сферу звезд, центральное положение Солнца во Вселенной и провозглашал тожде­ство Солнца и звезд, множественность «солнечных сис­тем» в бесконечной Вселенной. В основе всех вещей лежит неизменная, неис­чезающая первичная материальная субстанция.

И. Кеплер в 1605 г. формулирует два закона движения планет. Первый закон Кеплера: каж­дая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце, а не по кругу, как считали ранее и как считал Коперник. Согласно второму закону: радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, в равные промежутки времени описывает равные пло­щади. Из этого закона следовал вывод о том, что ско­рость движения планеты по орбите не постоянна и она тем больше, чем ближе планета к Солнцу. Позднее, Кеплер формулирует третий закон: квадраты времен обращения планет вок­руг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от него. Он установил, что с удалением от Солнца скорость движения планет уменьшает­ся. Кеплеру принадлежит также теория солнечных и лунных затмений, способы их пред­сказаний.

Галилео Галилей считается «отцом современного естествознания», поскольку именно он сво­ими работами заложил основы первой фундаментальной естественнонаучной теории – классической механики.

Галилей сформулировал закон инерции для равномерного прямолинейного (а не кругового, как у Аристотеля) дви­жения земных тел по ее поверхности: тело, не подверженное воздействию каких-либо внешних сил, будет двигаться не по кругу, а равномерно по прямой траектории или оставаться в покое, а свободное движение по горизонтальной плос­кости происходит с постоянной по величине и направ­лению скорости.

Выработал понятие инерциальной системы и сформу­лировал принцип относительности движения, согласно которому в системах, движущихся прямолинейно и рав­номерно друг относительно друга (инерциальные систе­мы) все протекающие процессы подчиняются одним и тем же законам механики.

Галилеи обратил внимание на то, что никаки­ми механическими опытами, проведенными в данной инер­циальной системе отсчета, нельзя установить, покоится она или движется равномерно и прямолинейно. Напри­мер, сидя в каюте корабля, движущегося равномерно и прямолинейно, невозможно определить, покоится корабль или движется, пока не выглянешь в окно.

Галилей сформулировал понятие ускорения (скорость изменения скорости) и установил, что в отсутствие сопротивления все свободно падающие тела движутся с постоянным ускорением ( g ) равным 9,81 м/с², т.е. равноускоренно. Как выяснилось позднее, это уско­рение свободного падения тел обеспечивается практи­чески только силами притяжения Земли.

Законы Галилея и Кеплера послужили утверждению механистической картины мира.

Р. Декарт (Картезий) предложил новые математические подходы к решению задач геометрии и оптики. Он ввел систему коор­динат, носящую до сих пор название декартовой. Основу механистического мировоззрения Декарта состав­ляет идея тождества материальности и протяженности: однородное пространство – это то же, что и протяженная материя, мир не имеет границ. Все изменения, проис­ходящие в пространстве, сводятся к механическому пере­мещению.

 

Литература: 1, 5–9.

 

Лекция 2. МЕХАНИЧЕСКИЙ ДЕТЕРМИНИЗМ . КОРПУСКУЛЯРНЫЕ И КОНТИНУАЛЬНЫЕ КОНЦЕПЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

 

2.1. Механика Ньютона и детерминизм Лапласа.

Законы сохранения

Физика (с греч. «фюзис» – природа) – наука о формах материи, которые вхо­дят в состав сложных систем, о взаимодействиях этих форм материи и их движениях.

В иерархии естественных наук физика занимает пер­вую, базовую ступень.

В середине XVII в. астрономи­ческая революция закономерно перерастает в физическую революцию, которую успешно совершил И. Ньютон. Он создал теорию классичес­кой механики (ньютоновской механики), открыл и точно сформулировал основные законы динамики и универсальный закон всемирного тяготения.

Первый закон Ньютона: всякое тело (матери­альная точка или Вселенная) продолжает удерживать­ся в своем состоянии покоя или равномерного прямо­линейного движения, пока на него не действуют другие тела. Стремление тела сохранить состояние покоя или прямолинейного равномерного движения называется инер­цией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции. Из первого закона вытекает следствие о существова­нии системы отсчета, в которой наша система двигается с постоянной скоростью. Такая система называется инерциальной.

Второй закон Ньютона: ускорение, приобре­таемое телом (материальной точкой), пропорциональ­но вызывающей его силе, обратно пропорционально массе тела (материальной точки) и направлено по на­правлению действия силы.

а = F /т ,

где F – равнодействующая всех сил, действующих на тело, т – его масса, а – ускорение, полученное телом под дей­ствием силы F .

Согласно второму закону, любое изменение естественного состояния покоя или рав­номерного прямолинейного движения имеет насильствен­ный характер.

С проявлением второго закона Ньютона мы встречаемся на каждом шагу, например, отталкивая от берега с одинаковой силой пустую и груженую лодку, мы будем наблюдать более быстрое движение первой.

Третий закон Ньютона: закон равенства действия и противодействия – действие всякого тела на другое тело порождает равное ему по величине и обрат­ное по направлению противодействие.

F ₁ = – F _2­­

Например, когда мы приводим в движение любой предмет, мы всегда прикла­дываем усилие потому, что предмет как бы отталкивает нас.

Произведение массы тела на скорость его движения называют импульсом. В общем случае закон сохранения импульса: полный импульс замкнутой сис­темы остается постоянным во времени. Из закона следует, что нельзя вызвать движение одно­го тела не вызвав одновременно противоположно направ­ленного движения другого, взаимодействующего с первым, тела. Так, если из заряженной пушки, масса которой, произведен выстрел снарядом определенной массы, то согласно тре­тьему закону Ньютона, пушка и снаряд должны двигать­ся в разные стороны.

За­кон всемирного тяготения: все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстоя­ния между ними:

F = G•т₁•m ₂ / r ²,

где F – сила всемирного тяготения; G – гравитационная постоянная (6,67•10^–11 м³с²кг^–1; т₁, т₂ – взаимо­действующие массы; r – расстояние между ними.

Этот закон описывает не только движение тел на Земле, он справедлив и для объяснения движения тел в космосе.

Длительное формирование новой точки зрения на мир нас окружающий, приведшее к созданию гелиоцентрической системы, вместо геоцент­рической, классифицируют как вторую глобальную ес­тественнонаучную революцию в естествознании.

Весь мир по теории атомизма, включая человека, восприни­мался как совокупность мельчайших неделимых частиц-атомов и сформировалось представление о материи как ве­щественной дискретной субстанции. Ее составные части атомы (корпускулы) представлялись мельчайшими неде­лимыми частицами. Движение считалось основным свой­ством частиц. Согласно законам механи­ки, все тела обладают внутренним врожденным свойством двигаться равномерно и прямолинейно. Мерой этого свой­ства является масса.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: