Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
41.ZasadydynamikiNewtona
wymagaosobnejksiążki(anawetkilkuksiążek),dlategoniepodałemnawetkrótkiego
wstępudotejteorii.
Choćwprzypadkupewnychzagadnieńmechanikęklasycznązastąpiłamechanika
relatywistycznaimechanikakwantowa,nadaljednakistniejeogromnyzbiórinteresują-
cychiaktualnychproblemów,wktórychteoriatadajedokładnyizupełnyopismożli-
wychruchów.Wistocie,wciąguostatnichkilkudziesięciulatazwłaszczazchwilą
pojawieniasięteoriichaosunastąpiłoznaczneożywieniebadańwzakresiemechani-
kiklasycznej,adziedzinatastałasięjednymznajmodniejszychkierunkówbadawczych
wfizyce.Celemtejksiążkijestgruntowneprzedstawieniepodstawtejekscytującejdzie-
dziny,jakąjestmechanikaklasyczna.Wksiążcekorzystamzewszystkichtrzechsfor-
mułowańmechaniki;wwieluprzypadkachbędęsięposługiwałsformułowaniemnew-
tonowskim,któreniekiedyjestnajodpowiedniejsze,będęjednakstarałsiępodkreślaćte
sytuacje,kiedynowszesformułowaniaLagrange’aiHamiltonadogodniejszeibędę
ztychsformułowańwtakichsytuacjachkorzystał.Zewzględunapoziomzłożoności
zagadnieńporuszanychwtejksiążce,podejścieLagrange’amawieleważnychzalet
wstosunkudopodejścianewtonowskiego,dlategopoczynającodrozdziału7,będzie-
mysięnimczęstoposługiwać.Natomiastzaletysformułowaniahamiltonowskiegostają
sięwidocznedopieronabardziejzaawansowanympoziomie,dlategowprowadzeniedo
tegopodejściazamieszczamdopierowrozdziale13(choćmożnasięznimzapoznaćod
razupoprzeczytaniurozdziału7).
Piszącksiążkę,zakładałem,żeCzytelnikzapoznałsięjużzmechanikąnewtonow-
skąwzakresieprzewidywanymprzeztypowywstępnykursfizykidlawyższychuczelni.
Wtymrozdzialeprzypominamwskrótowysposóbniektórepodstawowepojęcia,mając
jednaknadzieję,żeCzytelnikjużsięznimizetknął.
1.2.Przestrzeńiczas
TrzyzasadydynamikiNewtonaformułujesięzapomocączterechzasadniczychpo-
jęćpodstawowych:przestrzeni,czasu,masyisiły.Wtympodrozdzialeprzyjrzymysię
pierwszymdwómznich,czylipojęciomprzestrzeniiczasu.Opróczkrótkiegoopisu
klasycznychpoglądównaprzestrzeńiczas,podajętakżekrótkiprzeglądwłaściwości
wektorów,zapomocąktórychreprezentujemypunktywprzestrzeni.
Przestrzeń
KażdemupunktowiPtrójwymiarowejprzestrzeni,wktórejżyjemy,możemyprzy-
porządkowaćwektorpołożenia1r,któryzaczynasięwpunkcieOwybranymjakopo-
czątekukładuodniesienia,akończywpunkcieP,jakpokazanonarysunku1.1.Jest
wielesposobówokreślaniawektora;jednymznajbardziejnaturalnychjestpodaniejego
składowych(x,y,z)względemtrzechdowolniewybranychprostopadłychosi.Abyza-
pisaćwektorwtymsformułowaniu,wprowadzasięzwykletrzywektoryjednostkowe
tzw.wersoryˆ
x,ˆ
y,ˆ
z,skierowanewzdłużtychtrzechosi.Możemywówczasnapisać:
1Wektortennazywasięteżniekiedywektoremwodzącym(przyp.tłum.).