1.9. Специальная теория относительности
В механике с большой точностью жидкости и газы рассматриваются как сплошные среды, непрерывно распределенные в
занятой ими части пространства. В данной главе рассматриваются поверхностное натяжение жидкости, капиллярные явления, уравнение неразрывности, уравнение Бернулли, трение и вязкость жидкости.
1.9.1. Принцип относительности Галилея
При изложении механики предполагалось, что все скорости движения тел значительно меньше скорости света. Причина этого в том, что механика Ньютона (называемая также классической) неверна при скоростях движения тел, близких к скорости света (v → c). Правильная теория для этого случая называется релятивистской механикой (от англ. relativity - относительность) или специальной теорией относительности (СТО). Механика Ньютона оказалась замечательным приближением к релятивистской механике, справедливым в области v << c.
Большинство встречающихся в повседневной жизни скоростей значительно меньше скорости света. Но существуют явления, где это не так (ядерная физика, электромагнетизм, фотоэффект, астрономия и т. д.).
Согласно представлениям классической механики механические явления происходят одинаково в двух системах отсчета, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга.
Рассмотрим две инерциальные системы отсчета: k и k'. Система k движется относительно k со скоростью v = const вдоль оси x. Точка М движется в двух системах отсчета (рис. 1.9.1).
Найдем связь между координатами точки M в обеих системах отсчета. Отсчет начнем, когда начала координат систем совпадают, т. е. t = t'. Тогда
x = x'+vt; y = y'; z = z'; t = t'. (1.9.1)
Совокупность уравнений (1.9.1) называется преобразованиями Галилея.
В этих уравнениях время t = t', т. е. в классической механике предполагалось, что время течет одинаково в обеих системах отсчета, независимо от скорости («Существует абсолютное время, которое течет всегда одинаково и равномерно», - говорил Ньютон).
В векторной форме преобразования Галилея можно записать так:
r = r'+vt. (1.9.2)
|