В книге Р. Шанкара «Основы физики: Том 1» при обсуждении второго закона Ньютона проф. Шанкар поднимает вопрос: откуда мы знаем, что Ньютон прав? Цитирую из книги:
Вернитесь в семнадцатый век, когда Ньютон изобретал эти законы. У вас есть интуитивное определение силы: когда кто-то толкает или тянет объект, мы говорим, что на него действует сила. Внезапно вам говорят, что есть закон . Вам хоть как-то лучше? Можно ли что-то сделать с этим законом? Что это поможет вам предсказать? Вы даже можете сказать, правда ли это? Вот тело, которое движется. Прав ли Ньютон? Как будем проверять? Итак, вы хотите измерить левую сторону и хотите измерить правую сторону. Если они равны, вы скажете, что закон работает. Что можно измерить в этом уравнении?
Затем он продолжает объяснять, как мы можем измерить ускорение. Я это легко понял, но когда он пришел к обедне, начались проблемы. По сути, профессор Шанкар определяет стандартное количество как 1 кг. Затем он помещает определенный груз массой 1 кг на пружину, растягивает пружину до некоторого смещения х и измеряет ускорение, равное некоторому а. Затем он берет неизвестную массу m', снова кладет ее на пружину, растягивает ее до того же смещения x и измеряет результирующее ускорение a'.
Теперь он рассуждает: равные перемещения в пружине должны производить силы равной величины. И таким образом он приравнивается
И тогда он дает как . Мой вопрос заключается в том, что мы хотим измерить массу частицы и ее ускорение, чтобы выяснить, равна ли масса x ускорение силе, приложенной к указанной частице, т. е. мы хотим экспериментально проверить второй закон Ньютона.
Но при измерении массы мы используем сам второй закон (где профессор Шанкар приравнивает к ), так что не приводит ли это к какому-то круговому рассуждению? Я также смущен тем, как этот способ измерения массы должен проверять закон Ньютона, поскольку в самом процессе мы предполагаем, что закон верен.
И есть ли способ измерить массу, силу и ускорение без явного принятия закона Ньютона?
Имейте в виду, что до появления специальной теории относительности масса была сохраняющейся величиной. Он приравнивался к весу, измеренному на весах, против фиксированных весов на протяжении всех лет человеческой цивилизации, в конце концов, основа денег в золоте и обмен денег на продукты.
Единственная переменная, по которой можно увидеть, что закон Ньютона выполняется в приведенном выше доказательстве, — это ускорение.
После создания гравитационной теории необходимо было отделить весовую переменную от массы объекта.
.
Мариус Ладегард Мейер
Qмеханик