Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила (Роджерс) - страница 162

РЕЗУЛЬТИРУЮЩАЯ СИЛА, СООБЩАЮЩАЯ УСКОРЕНИЕ / СООБЩЕННОЕ УСКОРЕНИЕ

(Вскоре мы выберем единицу силы так, чтобы масса была равна отношению F/a.) Мы описываем силу как нечто растягивающее пружины или могущее быть получено путем подвешивания груза на веревке. Тем не менее во многих движущихся системах нам не удается заметить растягивающихся пружин или почувствовать земное притяжение, и мы считаем, что какая-то сила действует только потому, что наблюдаем ускорение. В курсах физики, рассчитанных на более высокий уровень, сила описывается как нечто, создающее ускорение, и измеряется она ускорением, которое сообщает стандартной массе. Но в таком случае мы оказываемся в опасной близости к ведению доказательства по замкнутому кругу[99].

Фиг. 154.Ускорение кажется понятием достаточно очевидным.

В какой мере соотношение F = K∙M∙a представляет собой определение силы и массы и в какой степени оно является экспериментальным фактом? Это трудный вопрос. Во всяком случае, экспериментальные данные удовлетворяют соотношению F = K∙M∙a, и мы можем на его основе предсказывать явления в окружающем нас мире.

Фиг. 155.Представление о массе менее привычно.

_{>Чтобы понять, что такое масса, стоит внимательнее посмотреть, как этим понятием пользуются в физике.}

Единица массы — килограмм

В качестве эталонной единицы количества вещества выбран килограмм; килограмм служит единицей массы в системе метр — килограмм — секунда. Эталон килограмма бережно хранится и имеет вид цилиндра из благородного металла.

Вес — это сила, зависящая от места на земном шаре. Вместо того чтобы тянуть тележку с помощью пружины, ей можно придать ускорение, прикрепив перекинутый через блок шнур, к противоположному концу которого подвешивается груз. Тогда сила, сообщающая ускорение, будет обусловлена весом этого груза. Ускорение свободного падения опять-таки сообщается телу его весом. К сожалению, словом «вес» пользуются в нескольких смыслах, что вносит путаницу. Поэтому мы постараемся точно изложить научный смысл слова «вес», а пока будем почаще заменять его названиями «притяжение Земли» или «земное притяжение».

В физике вес — это официальное наименование силы, которая притягивает предметы к земной поверхности, — «притяжение силы тяжести», что бы это ни означало. Мы можем, если нам это нравится, «объяснить» вес, сказав, что это притяжение Земли.

То обстоятельство, что тела притягиваются по направлению к центру Земли, делает такое объяснение разумным, но у нас нет никакой уверенности в его правильности, пока мы не изучим всемирное тяготение