Ускорение, которое сила тяжести сообщает спутникам, движущимся по орбитам вокруг Земли, зависит от высоты над поверхностью и направлено по радиусу к центру Земли. Результирующая траектория зависит от начальной скорости спутника — как от ее модуля, так и от направления. Один частный случай движения такого типа легко поддается исследованию, а именно, когда спутник движется по окружности. Случай движения по окружности важен и сам по себе, так как многие тела движутся точно по окружности, и как хорошее приближение к действительным орбитам многих спутников. Орбиту Луны в ее движении вокруг Земли, как и орбиту Земли в движении вокруг Солнца, можно в первом приближении рассматривать как круговую.
Подробнее…
Складывая перемещения, вы обычно делаете сначала один сдвиг и только затем — другой. Однако при сложении скоростей приходится иметь дело с двумя движениями, происходящими в одно и то же время. Взгляните на задачу, показанную на рисунке. Чему равна скорость мяча относительно земли? Штриховая стрелка, полученная векторным сложением, показывает и модуль, и направление результирующей скорости. Вот другой пример. Рассмотрим самолет, который держит курс на север и летит со скоростью 600 км/ч относительно воздуха.
Подробнее…
Понятие перемещения отличается от понятия просто расстояния, так как оно включает в себя не только определенное расстояние, но и определенное направление. Более того, мы видели, что перемещения складываются не так, как расстояния. Чтобы сложить перемещения, нужно разложить их на компоненты, а затем собрать их вместе. Удовлетворяющие таким правилам величины называются векторами. На рисунках мы обозначаем векторные величины стрелкой над символом величины, в тексте книги для обозначения векторов мы используем жирный шрифт). Например, перемещение вдоль оси х может быть обозначено 
на рисунке и Δх в тексте. Если же рассматривается только модуль вектора, по обе стороны символа ставятся вертикальные черточки, например модуль вектора Δх равен |Δх|.
Подробнее…
Чтобы указать положение точки на линии, как прямой, так и искривленной, требуется только одно число — расстояние от начала отсчета. Для указания положения точки на поверхности требуются два числа. Например, на поверхности Земли 40,7° северной широты и 74°западной долготы определяют положение города Нью-Йорка. Первое число, широта, указывает, на сколько градусов пункт расположен к северу от экватора.
Подробнее…
При описании движения в двух или трех направлениях возникает ряд новых проблем. Прежде всего это вопрос, как ввести определение для пройденного расстояния. Понимать ли под расстоянием между вершинами двух холмов путь, который вам придется пройти от одной вершины до другой, или же путь, преодолеваемый птицей? Другая проблема заключается в том, влияет ли движение в одном направлении на движение в другом.
Подробнее…
Мы постоянно находимся в движении или наблюдаем движение, и поэтому может показаться, что все мы хорошо знакомы с этим явлением. Однако некоторые его подробности не так легко наблюдать, и при их описании иногда возникает путаница. Почему бы не начать с простого движения, которое легко поддается измерению — достаточно медленного и происходящего с постоянной скоростью?
Подробнее…
Все на свете движется. Ледник может течь с поистине ледяным спокойствием, перемещаясь на какой-нибудь метр за неделю. Юго-Западная Калифорния, где находится Лос-Анжелес, сдвигается на северо-запад вдоль разлома земной коры в среднем на 5 см в год. Если электрон или теннисный мяч выронить в пустоте, то на расстоянии 1 м он наберет скорость почти 5 м/с. Если электрон, но не мяч, поместить между металлическими пластинами в вакууме, к которым подсоединена батарейка карманного фонаря с напряжением 1,5 В, он будет разогнан до скорости почти 106 м/с. Это довольно большая скорость, особенно в сравнении со скоростью пассажирского реактивного самолета, которая равна примерно 300 м/с. Если напряжение на пластинах увеличить в 100 раз, то есть до 150 В, скорость электрона возрастет в 10 раз, до 107 м/с. (Конечная скорость пропорциональна квадратному корню из напряжения.) При 15000 В на пластинах электрон будет двигаться со скоростью почти 108 м/с. С помощью специальной, но вполне доступной аппаратуры к пластинам можно приложить напряжение 1500000 В. Тогда электрон будет ускорен почти до 3 • 108 м/с.
Подробнее…
Такой же эффект с очевидностью проявляется при постановке автомобиля на стоянку. Гораздо легче выбраться со стоянки, чем пристроить туда автомобиль. Почему так должно быть? Дайте ответ в терминах вероятности пребывания в одном или другом состоянии (на стоянке или вне ее).
Существуют способы обращения этой естественной тенденции порядка переходить в беспорядок. Когда молекулы воды образуют лед, они должны занять друг относительно друга вполне определенные положения в кристалле. Это упорядоченное, маловероятное расположение. Молекулы воды в жидкости могут расположиться гораздо большим числом способов.
Подробнее…
Мы назвали только четыре вида взаимодействий. Как просто устроена Вселенная! Не знаете ли вы взаимодействия, которое не относится к этим четырем?
Мы все время говорим о взаимодействиях вместо того, чтобы говорить о силах. Но разве взаимодействие тел не выражается в том, что одно из них действует на другое с некоторой силой? Такой способ рассматривать происходящее часто оказывается полезен, но существует и другой способ. Он заключается в том, чтобы рассматривать взаимодействующие тела как единую систему до и после произошедших с ними изменений. Предположим для примера, что вы держите в поднятых высоко руках камень. Известно, что на него действует сила, которая притянет его к Земле, как только вы его выпустите.
Подробнее…
До сих пор мы описывали нашу Вселенную в пространстве и во времени. Если бы Вселенная, все происходящие в ней события были известны и статичны, их модели можно было бы приколоть булавками в музейных витринах, чтобы мы могли изучать их и восхищаться ими. Это был бы музей фантастический, но все-таки очень скучный. Конечно же, такое представление не имеет ничего общего с самой Вселенной и ее изучением. Существо дела не в протяженности Вселенной в пространстве и времени, а скорее в сложных взаимодействиях всех ее частей и происходящих с ними изменениях.
Подробнее…
