Номер 2, страница 310 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 93. Близкодействие и действие на расстоянии. Глава 14. Электростатика - номер 2, страница 310.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Теория дальнодействия и теория близкодействия — это два фундаментально различных подхода к описанию взаимодействия между телами.

Теория дальнодействия предполагает, что тела действуют друг на друга мгновенно на любом расстоянии через пустое пространство, без какой-либо материальной среды или посредника. Сила, действующая на одно тело, зависит только от положения другого тела в тот же самый момент времени. Классическим примером является закон всемирного тяготения Ньютона.

Теория близкодействия (или теория поля) утверждает, что взаимодействия передаются от точки к точке в пространстве с конечной скоростью (не превышающей скорости света в вакууме) посредством особого вида материи — поля (например, электромагнитного или гравитационного). Одно тело создает в окружающем пространстве поле, а это поле уже действует на другое тело.

Хотя современная физика полностью основана на теории близкодействия, у концепции дальнодействия, с исторической и практической точки зрения, можно выделить несколько сильных сторон.

Математическая простота и удобство

В рамках своей применимости (для скоростей, много меньших скорости света) теория дальнодействия использует значительно более простой математический аппарат. Формулы, такие как закон всемирного тяготения $F = G\frac{m_1 m_2}{r^2}$ или закон Кулона $F = k\frac{|q_1 q_2|}{r^2}$, являются алгебраическими. Они не требуют для своего решения сложного аппарата дифференциальных уравнений в частных производных, как в случае с уравнениями Максвелла, описывающими электромагнитное поле. Это делает расчеты во многих задачах классической механики и электростатики значительно проще и доступнее.

Высокая предсказательная сила в классических задачах

На протяжении более двух столетий теория дальнодействия была чрезвычайно успешной. Она с огромной точностью описывала движение планет, комет, спутников, приливы и отливы, траектории снарядов и множество других явлений. Этот феноменальный успех позволил заложить прочный фундамент для всей классической физики и совершить научную революцию.

Интуитивная понятность в макромире

Поскольку в повседневной жизни мы не сталкиваемся со скоростями, близкими к скорости света, любая задержка в передаче гравитационного или электростатического взаимодействия абсолютно незаметна. Поэтому идея мгновенного действия на расстоянии кажется естественной, простой и не требует введения дополнительной, более абстрактной сущности, какой является поле.

Важно подчеркнуть, что эти сильные стороны проявляются лишь в ограниченной области применимости. Теория дальнодействия неверна на фундаментальном уровне, так как противоречит принципу конечности скорости распространения взаимодействий, установленному специальной теорией относительности, и не может объяснить такие явления, как электромагнитные волны.

Ответ: К сильным сторонам теории дальнодействия по сравнению с теорией близкодействия можно отнести: 1) математическую простоту и удобство вычислений в рамках классической физики; 2) высокую предсказательную точность для медленно движущихся тел и статичных полей, которая была подтверждена многовековой практикой; 3) интуитивную понятность, так как задержка взаимодействия в повседневном мире незаметна.