Номер 3, страница 33 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава II. Динамика. Параграф 7. Первый закон Ньютона - номер 3, страница 33.

Условие.

3. В чём заключается принцип относительности Галилея?

Решение.

3. Принцип относительности Галилея, также известный как классический принцип относительности, является одним из фундаментальных принципов классической механики. Он утверждает, что все механические законы природы одинаковы (инвариантны) во всех инерциальных системах отсчёта (ИСО).

Инерциальная система отсчёта – это система, в которой выполняется первый закон Ньютона (закон инерции): любое тело, на которое не действуют внешние силы (или действие этих сил скомпенсировано), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является инерциальной.

Суть принципа заключается в том, что никакими механическими опытами, проведёнными внутри замкнутой системы, невозможно определить, находится ли эта система в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно. Галилео Галилей иллюстрировал этот принцип на примере каюты корабля: если корабль движется без качки с постоянной скоростью, то все механические явления внутри каюты (падение предметов, полёт мух, плавание рыб в аквариуме) будут происходить точно так же, как и в неподвижном корабле. Наблюдатель в каюте не сможет определить факт движения корабля, не выглядывая наружу.

Математически этот принцип выражается через преобразования Галилея, которые связывают координаты и время события в двух инерциальных системах отсчёта. Если система $K'$ движется относительно системы $\text{K}$ с постоянной скоростью $\text{v}$ вдоль оси $\text{x}$, то координаты $(x, y, z)$ и время $\text{t}$ в системе $\text{K}$ связаны с координатами $(x', y', z')$ и временем $t'$ в системе $K'$ следующими соотношениями:

$x' = x - vt$

$y' = y$

$z' = z$

$t' = t$

Из этих преобразований следует, что ускорение тела одинаково во всех инерциальных системах отсчёта ($a' = a$). Поскольку в классической механике масса инвариантна, а силы взаимодействия зависят только от относительного расположения тел, то и второй закон Ньютона ($F = ma$) будет иметь одинаковый вид во всех ИСО. Таким образом, уравнения механики инвариантны относительно преобразований Галилея.

Ответ: Принцип относительности Галилея гласит, что все законы механики протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. Это означает, что невозможно никакими механическими экспериментами, проведёнными внутри замкнутой системы, установить, покоится ли она или движется равномерно и прямолинейно.