Механика и теория относительности - Матвеев А.Н.
ISBN 5-329-007242-9
Скачать (прямая ссылка):
называемая моментом инерции. В системе координат, оси которой совпадают с
так называемыми главными осями, момент инерции задается тремя числами 1Х,
1У, 1г. Однако при переходе в другую систему координат эти числа
преобразуются не по формулам
1
2
Какие компоненты имеет радиус-вектор) В чем состоит метод нахождения
координатных выражений для векторных операций)
Каким условиям должны удовлетворять три числа, характеризующие физическую
величину, чтобы она была вектором!
50
Глава 2. КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА
(6.20), а по другим формулам. Более того, в другой системе координат
рассматриваемая физическая величина характеризуется не тремя числами, а
шестью. Это означает, что она является симметричным тензором (более
подробно об этом см. в § 49). Важнейшим свойством физической величины
является ее поведение при преобразованиях систем координат. Это
обстоятельство будет неоднократно использоваться в последующем.
7. Время
Понятие времени. Окружающий мир находится в процессе постоянных
изменений. Процессы следуют в определенной последовательности; каждый из
процессов имеет определенную длительность. В мире происходит постоянное
развитие. Эти общие свойства развивающегося, изменяющегося мира в
сознании человека отразились в виде понятия времени.
Под временем понимается свойство материальных процессов иметь
определенную длительность, следовать друг за другом в определенной
последовательности и развиваться по этапам и стадиям.
Таким образом, время не может быть отделено от материи и ее движения, оно
является формой существования материи. Так же как не имеет смысла
говорить о пространстве самом по себе, не имеет смысла говорить о времени
самом по себе. Представление о течении времени вне связи с материальными
процессами является бессодержательным. Лишь изучение этих процессов и их
взаимосвязей и соотношений наполняет понятие времени физическим
содержанием.
Периодические процессы. Среди многообразных процессов, происходящих в
природе, обращают на себя внимание в первую очередь повторяющиеся
процессы: повторение дней и ночей, времен года, движение звезд по
небесному своду, биение сердца, дыхание и т. п. Изучение и сравнение их
между собой приводит к идее длительности материальных процессов, а
сравнение длитедьно-стей - к идее их измерения. Практика измерения
всевозможных процессов позволяет выделить те из них, которые обладают
наилучшим постоянством длительности, и тем самым уточнить выбор процесса,
принимаемого за эталон измерения. Ситуация здесь совершенно аналогична
той, которая в § 5 была довольно подробно описана относительно
протяженности, и нет необходимости повторять уже сказанное.
Принятый за эталон измерения периодический процесс называется часами.
Прежде всего возникает вопрос: что значит, что часы в различных точках
отсчета идут одинаково? Это означает следующее. Пусть некоторый
физический процесс может переносить информацию из одной точки в другую.
Такой процесс называется сигналом. Им может быть световая вспышка, пуля,
выпущенная из одной точки
7. Время
51
в другую, и т. д. Нет необходимости знать закон распространения этих
сигналов; достаточно лишь знать, что посылка, распространение и прием
сигналов проходят в неизменных и, следовательно, одинаковых условиях.
Тогда будем из одной точки посылать сигналы через одинаковые промежутки
времени. Если в другую точку сигналы приходят через те же одинаковые
промежутки времени, то можно сказать, что темп хода часов в различных
точках одинаков. Такую проверку в принципе можно провести для
всевозможных пар точек; при этом выполняется условие, что если темп хода
часов в точке А одинаков с темпом хода часов в точке В, а темп хода часов
в точке В одинаков с темпом хода часов в точке С, то темпы хода часов в
точках А и С также одинаковы. Конечно, не следует ограничиваться каким-
либо одним видом сигналов; проверка одинакового темпа хода часов в
различных точках тела отсчета должна быть проведена с помощью
всевозможных имеющихся в распоряжении экспериментатора сигналов.
Эти опыты могут в принципе дать два результата: либо окажется, что такая
одинаковость хода часов в различных точках рассматриваемой системы
отсчета возможна, либо окажется, что часы в различных точках системы
отсчета имеют различный ход. Оба мыслимые в принципе результата могут,
как показывает эксперимент, иметь место в действительности. Например,
возьмем в качестве эталонных процессов (часов) некоторые внутриядерные
процессы, которые заведомо не зависят от давления, воздействия
температуры и т. д., и будем проверять указанным выше способом
одинаковость их хода. Пусть в начале рассматриваемого процесса из точки
на некоторой высоте над поверхностью Земли посылается сигнал в точку на
поверхности Земли, где происходит такой же процесс, и этот сигнал
приходит в точку на поверхности Земли в тот момент, когда в этой точке
начинается такой же процесс. Следующий сигнал посылается из первой точки
