Концепции современного естествознания

эта работа была сделана на заказ!

список оригинальных работ( больше 100) в режиме off-line вы можете посмотреть по адресу:

http://www.sinor.ru/~ranger/Ref

также вы найдете много учебной литературы и статей по всем предметам в моей библиотеке on-line

http://www.sinor.ru/~ranger

Государственный комитет по высшему образованию Российской Федерации

Новосибирская государственная академия экономики и управления

Кафедра концепций современного естествознания

контрольная работа

по курсу: Концепции Современного Естествознания

Вариант 5

Выполнил ст. 1-го курса

заочного факультета

спец. Бухучет и Аудит

 

Новосибирск 1999

1.   Использование законов сохранения импульса и момента импульса в современной цивилизации

Законы сохранения импульса и момента импульса выполняются при любом взаимодействии, об этом свидетельствуют многочислен­ные экспериментальные данные. Таким образом, эти законы спра­ведливы в мега-, макро- и микромире, и называются великими за­конами сохранения.

В мега мире закон сохранения момен­та импульса объясняет наблюдаемую форму галактик. Каждая галактика об­разовывалась из очень большой массы газа (порядка 10³⁹—10⁴⁰ кг), обладаю­щей первоначальным моментом им­пульса.

Широкое применение в современ­ной технике имеет гироскоп. Гироскоп — это осе симметричное тело, быстро вращающееся вокруг своей геометрической оси. Простейшим примером этого прибора слу­жит знакомая всем еще с детства игрушка — волчок. Ось вращения сохраняет свое направления в пространстве неизменным, если для удержания гироскопа использовать так называемый карданов подвес. Такие устройства нашли широкое применение в авиации и космо­навтике, в устройствах, обеспечивающих ориентацию судов вблизи магнитного поля Земли.

При выборе огнестрельного оружия предпочтение отдается нарез­ному по сравнению с гладкоствольным. Нарезное оружие, как изве­стно, стреляет на большие расстояния и с большей точностью. Про­ходя через ствол, пуля закручивается и приобретает момент импуль­са, направленный вдоль скорос­ти ее движения. Этот момент им­пульса придает пуле устойчивую ориентацию в пространстве, так, что различные турбулентности воздуха, возникающие в силу быстрого ее движения, не могут отклонить ее от цели.

Из опытных данных хорошо известно, что элементарные час­тицы обладают внутренним мо­ментом импульса.

Экспериментальные методы исследования элементарных частиц основаны на законе сохранения импульса. При столкновении элемен­тарные частицы оставляют видимые следы (треки) в специальных камерах, заполненных перенасыщенными парами воды или перегре­той жидкостью. При этом выводы о массе и свойствах эле­ментарных частиц делаются на основании закона сохранения импульса.

В игре "бильярд" сталкиваются шарики с равной массой. Как мож­но заметить из опыта или заключить из закона сохранения импуль­са, при столкновении двух шариков с равной массой, один из кото­рых покоился, движущийся шарик при столкновении передаст часть или весь свой импульс покоящемуся, а сам замедлит или остановит свое движение. При столкновении шариков с существенно разными массами направление и скорость движения изменит только легкий шарик. По этой причине во многих видах спорта участников сорев­нований делят на группы с примерно одинаковой массой участни­ков в каждой из них.

Любое движение материальных тел осуществляется в строгом со­ответствии с законом сохранения импульса. Поэтому освоение око­лоземного пространства и полеты в космос невозможны без приме­нения реактивной тяги. Закон сохранения импульса ставит непрос­тые вопросы перед "уфологами" периодически вступающими в "кон­такт" с "инопланетным разумом".

2.   поясните понятие инертной и гравитационной массы. Исходя из каких фактов делается утверждение об их эквивалентности? Чтобы изменилось в окружающем мире, если бы эти массы не были пропорциональны друг другу.

 

Галилей открыл явление падения всех тел на Земле с одинако­вым ускорением. Масса m связана с весом тела, но сам вес зависит от массы того тела, к которому притягивается масса m. Следовательно, вес не может служить коэффициентом пропорциональности между силой и ускорением, поэтому и вводят понятие инертной массы M, которая характеризует "нежелание" тела сдвинуться с места. Мас­са не зависит от направления движения (это многократно проверя­лось экспериментально) и с точностью до 10^-9является скалярной (лат. scataris "ступенчатый") величиной.

Ньютон связал понятия массы и веса тела. Чтобы проверить выводы Галилея, Ньютон провел серию опытов с маятниками и убедился, что свинцовый и деревянный шары пада­ют с одинаковыми ускорениями, значит, Земля в этом случае оди­наково действует на оба шара. Такое влияние Земли на каждый шар (или каж­дое тело) можно выражать тяжестью, измеренной на весах путем сравнения с тяжестью тела, принятой за единицу. Развивая мысль Галилея, Ньютон вводит понятие силы F = MW как меру действия одного тела на другое, отождествляя вес с силой действия, оказыва­емого на него Землей.

У Ньютона масса — единственная причина гравитационноного вза­имодействия.

Массы входящие в уравнение закона всемирного тяготения, называют гравитационными. В отличие от инертных масс которые служат коэффициентом пропорциональности между силой, действующей на тело, и его ускорением, гравитационные массы определяют силу гравитационного взаимодействия между телами.Инертная масса была определена в динамическом опы­те: прикладывается известная сила, измеряется ускорение, и из фор­мулы F = MW выводится масса М. В законе гравитационного взаимо­действия иная масса, она может определяться из статического экспе­римента: измеряют силу взаимодействия между двумя телами, рас­положенными на определенном расстоянии.

Галилей пришел к выводу о пропорциональности гравитационной m и инертной М масс, сбрасывая тела с высоты. Попробуем просле­дить за его рассуждениями. Допустим, мы бросили вниз одновремен­но два тела, отличающиеся весом, — m₁g и m₂g. Согласно второму закону Ньютона, их ускорения соответственно будут определятся из соотношений: F₁ = M₁W₁ и F₂ = M₂W₂. Сила, действующая на каждое тело, равна его весу: m₁g = M₁W₁ и m₂g = M₂W₂. Ускорение каждого тела при падении равно: W₁ = (m₁/M₁)g и W₂ == (m₂/M₂)g. Эксперимент Галилея показал, что все тела при отсутствии сопротивления падают с одинаковым ускорением, т. е. отношение ускорений равно едини­це, или (W₁/M₂)= (m₁/М₁)(М₂/m₂) = 1. Это возможно только при про­порциональности инертной и гравитационной масс.

Последние эксперименты подтверждают равенство m = М с точ­ностью до 10^-11. Опыты венгерского физика барона Лоранда фон Эт-веша показали универсальный характер пропорциональ­ности гравитационной и инертной масс, т. е. при соответствующем выборе единиц измерения коэффициент пропорциональности можно сделать равным единице. Универсальность означает пропорциональ­ность масс для всех веществ, поэтому они измеряются в граммах. Теория Ньютона не объясняет причину этой пропорциональности.

Наглядным подтверждением совпадения инертной и гравитационной масс служит тот факт, что все тела независимо от массы и состава падают на Землю с одним и тем же ускорением свободного падения. Состояние невесомости - это состояние свободного падения.