Произведения
жүктеу/скачать 3.13 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Доказательство.
- Четвертое правило. Если тело А (см. фиг. 1) находится в совершенном покое и немного больше тела В, то В
- Доказательство первой части.
- Доказательство второй части.
Королларий 3. Отсюда следует, что движение отлично от скорости. Ибо очевидно, что из двух тел, имеющих равную скорость, одно может иметь вдвое большее движение, чем другое (по т. 21, ч. II), и наоборот, тела с неравной скоростью могут иметь равное движение (по предыдущему королларию). Впрочем, это очевидно также из
==245
простого определения движения, так как оно представляет лишь перенос тела из соседства и т. д. Однако здесь надо заметить, что этот третий королларий не противоречит первому. Ибо скорость можно понимать двояким образом: или по тому, как одно тело более или менее отделяется от непосредственно прилегающего тела в равное время и поэтому более или менее участвует в покое или движении, или по тому, как оно в равное время описывает большую или меньшую линию и постольку отличается от движения. Я мог бы здесь прибавить еще другие теоремы, чтобы лучше выяснить т. 14, ч. II и объяснить силы вещей во всяком состоянии, как это сделано здесь относительно движения. Но достаточно перечитать § 43, ч. II “Начал” и прибавить здесь лишь одну теорему, необходимую для понимания следующего.
Теорема 23 Если модусы какого-либо тела принуждены испытать перемену, то эта перемена всегда будет наименьшей. Доказательство. Эта теорема довольно очевидно вытекает из теоремы 14, ч. II.
Теорема 24. Первое правило. Если два тела, например А и В (см. фиг. 1), вполне равны друг другу и движутся друг к другу с равной скоростью, то при встрече их каждое отразится в противоположную сторону, не теряя своей скорости. В этом предположении ясно, что для устранения противоположности этих двух тел или оба они должны отразиться в противоположном направлении, или одно должно увлечь за собой другое, так как они противоположны друг другу не в отношении движения, а лишь направления. Доказательство. Если А и В сталкиваются, то они должны испытать некоторое изменение (по акс. 19). Но так как одно движение не противоположно другому (по кор. к т. 19, ч. II), то они нисколько не должны терять свое движение (по акс. 19). Поэтому изменение коснется
лишь направления. Но нельзя себе представить, что меряется лишь направление одного из этих тел, например В, в том случае, если А, от которого оно должно получить изменение, не будет предположено сильнее В (по акс. 20). Но последнее было бы противно допущению. Поэтому если перемена направления может произойти лишь у одного тела, то она произойдет у обоих, причем А и ^отразятся в противоположном направлении (по изложенному в “Диоптрике”, гл. 2), но сохранят все свое движение, что и требовалось доказать. Теорема 25. Второе правило. Если оба тела неравны по своей массе, именно В больше А (см. фиг. 1), остальные же предложенные условия остаются прежними, то отразится лишь А, и оба тела будут продолжать движение с равной скоростью.
Теорема 26 Если тела различны, как по своей массе, так и по скорости, именно В вдвое больше А (см. фиг. 1), но движение А вдвое скорее В, а в остальном все остается по-прежнему, то оба тела отразятся в противоположном направлении и каждое удержит прежнюю скорость. Доказательство. Так как А и В по предположению движутся друг против друга, то в одном столько же движения, как и в другом (по кор. к т. 22, ч. II). Поэтому движение одного не противоречит движению другого (по кор. к т. 19, ч. II) и силы обоих равны (по кор. 2 к т. 22, ч. II). Таким образом, это предположение совер-
==247
шенно подобно предположению т. 24, и потому, согласно предыдущему доказательству, А и В отразятся в противоположном направлении, и каждое при этом сохранит всю свою скорость, что и требовалось доказать. Королларий. Из трех последних теорем очевидно, что направление тела требует для своей перемены столько же силы, как изменение движения. Отсюда следует, что тело, теряющее более половины своего определения следовать в данном направлении и более половины своего движения, испытывает большую перемену, чем тело, теряющее все свое определение.
Теорема 27. Третье правило. Если два тела равны по массе, но В движется немного скорее А, то не только А отразится в противоположном направлении, но и В перенесет на А половину своего излишка скорости, и оба будут продолжать движение с равной скоростью в одном направлении. Доказательство. А (по допущению) противоположно В не только по своему направлению, но и по медленности, поскольку последняя причастна покою (по кор. к т. 22, ч. II). Поэтому простым отражением в противоположном направлении изменяется только направление, но не устраняется вся противоположность обоих тел. Следовательно (по акс. 19), перемена должна наступить как в направлении, так и в движении, и так как В по допущению движется скорее А, то В (по т. 22, ч. II) сильнее А, и потому (по акс. 20) перемена в А произойдет через В, и А будет посредством В отражено в противоположном направлении. Это первое. Далее, А, пока оно движется медленнее В, противоположно последнему (по кор. 1 к т. 22, ч. II), следовательно, должна наступить перемена (по акс. 19), по которой А не будет двигаться медленнее В. Но А не принуждается при этом допущении никакой достаточно сильной причиной к тому, чтобы двигаться скорее В. Таким образом, если А не может двигаться медленнее В, так как оно сталкивается с В, ни скорее В, то А должно двигаться с такой же скоростью, как В. Но, если бы В переносило на А менее половины своего излишка скорости, то А продолжало бы двигаться медленнее В; а если бы В переносило более половины своего излишка скорости на
Л, то Л двигалось бы скорее В. Но, как уже показано, то и другое нелепо. Поэтому перемена будет происходить лишь, пока В не перенесет на А половину своей большей скорости, которую В должно потерять (по т. 20, ч. II), и, следовательно, оба будут продолжать движение с равной скоростью в том же направлении без всякого противоречия, что и требовалось доказать. Королларий. Отсюда следует, что, чем скорее движется тело, тем более оно определено продолжать движение в направлении линии своего следования, и наоборот, чем оно медленнее движется, тем менее оно склонно к этому. Схолия. Для того чтобы читатели не смешали здесь силу направления с силой движения, кажется, неплохо прибавить несколько замечаний, отчего станет яснее различие обоих. Итак, если предположить, что тела А в С равной величины и движутся с равной скоростью прямо друг против друга, то оба (по т. 24, ч. II) отразятся в противоположном направлении, удержав все свое движение. Если же тело С находится в В и движется косвенно к А, то, очевидно, оно уже менее склонно двигаться в направлении BD или СА (см. фиг. 13). Поэтому оно, правда, имеет одинаковое движение с Л, но сила направления тела С, если оно движется прямо по направлению к В, которая тогда одинакова с силой направления Л, больше силы направления С, если оно движется от В к Л, а именно настолько больше, насколько линия В А больше С А. Ибо, чем больше линия СА, тем более времени (именно, если В и Л движутся, как здесь допущено, с одинаковой скоростью) требует В, чтобы двигаться в направлении BD или С А, по которому оно движется прямо противоположно направлению тела Л. Итак, если С идет из В навстречу Л косвенно, то оно направляется так, как будто оно продолжало двигаться в направлении АВ' к В' (я предполагаю, что, когда С находится в точке, где линия АВ' пересекает продолженную линию ВС, то эта точка отстоит от С так же далеко, как С от В). Напротив, Л удерживает все свое движение и направление и продолжает свое движение к С и захватит тело В с собой, так как В, имея при своем движении направление по диагонали АВ', требует больше времени, чем Л, для прохождения части линии АС и лишь постольку противоположно направлению более сильного тела Л. Но сила направления С, движущегося из В к Л, поскольку оно совпадает с линией
==249
С А, равна силе направления С, когда оно движется прямо к А (или, по допущению, силе самого А). Поэтому В должно иметь настолько степеней движения больше А, насколько линия В А больше линии С А, так что, если С направляется к А косвенно, А отразится в противоположном направлении к А', а В к В', причем каждое толо удержит все свое движение. Если же излишек движения В над А больше излишка линии В А над С А, то В оттолкнет тело А к А' и сообщит ему столько своего движения, сколько нужно, чтобы движение В относилось к движению А, как линия Фиг. 13. ВА к линии С А, а В потеряет столько движения, сколько перенесет на А, и будет с остатком его продолжать свое движение в прежнем направлении. Если, например, линия АС относится к АВ, как 1 к 2, а движение тела А к движению тела В, как 1 к 5, то В сообщит одну степень своего движения А та. оттолкнет его в противоположном направлении, а В с остальными четырьмя степенями будет продолжать свое движение в том же направлении, как прежде. Теорема 28. Четвертое правило.
Надо заметить, что противоположность между этими телами может быть устранена тремя способами: или так, что одно тело увлечет другое, и оба будут двигаться с равной скоростью по одному направлению; или так, что одно тело отразится в противоположном направлении, а другое удержит весь свой покой; или так, что одно оттолкнется в противоположном направлении, но перенесет часть своего движения на другой. Четвертого случая
==250
не может быть (по т. 13, ч. II); таким образом, нужно (по т. 23, ч. II) доказать, что эти тела при нашем предположении испытают наименьшую перемену. Доказательство. Если В двигало А до тех пор, пока они оба стали бы двигаться с равной скоростью, то В должно бы было (по т. 20, ч. II) перенести на А столько своего движения, сколько А приобретает, и (по т. 21, ч. II) поэтому оно должно бы потерять больше половины своего движения, а также (по кор. к т. 27, ч. II) потерять больше половины своего направления. Таким образом, оно (по кор. к т. 26, ч. II) испытало бы большую перемену, чем если бы оно потеряло только свое направление. А если бы А потеряло часть своего покоя, но не столько, чтобы продолжать свое движение со скоростью, равной В, то противоположность между обоими телами не была бы устранена. В самом деле, А своей медленностью, поскольку оно причастно покою (по кор. 1 к т. 22, ч. II), противостояло бы скорости В, следовательно, В также должно бы отразиться в противоположном направлении, причем В потеряло бы все свое направление и часть своего движения, перенесенную на А; эта перемена также больше, чем если бы В потеряло только свое направление. Поэтому перемена, допущенная в нашем предположении и касающаяся только направления, будет наименее возможной для этого тела, так что (по т. 23, ч. II) никакой другой не может произойти, что и требовалось доказать. Надо заметить при доказательстве этой теоремы, что то же самое имеет место и в других случаях, именно мы не привели т. 19, ч. II, в которой доказывается, что направление может полностью измениться, причем само движение ничего не теряет. Однако на это надо обратить внимание, чтобы правильно понять силу доказательства. Ибо в т. 23, ч. II мы не сказали, что перемена безусловно всегда будет наименьшей, но лишь возможно наименьшей. Но то, что возможна перемена только в одном направлении, как предполагается в атом доказательстве, очевидно из т. 18 и 19, ч. II с кор. Теорема 29. Пятое правило. Если покоящееся тело А (см. фиг. 1) меньше В, то В, как бы медленно оно ни двигалось к А, захватит его с собой и перенесет часть своего движения на А, а именно столько,
==251
Для этого правила, как и в предыдущем случае, также можно представить лишь три случая, в которых устраняется настоящая противоположность. Но мы докажем, что при моем предположении происходит наименьшая перемена в телах, и потому (по т. 23, ч. II) они должны измениться таким образом.
Теорема 30. Шестое правило. Если покоящееся тело А совершенно равно движущемуся к нему телу В, то оно частью будет увлекаться им, частью тело В будет отталкиваться телом А в противоположном направлении. И здесь, как в предыдущем случае, можно представить себе лишь три возможности, и потому я должен доказать, что при нашем предположении имеет место возможно меньшая перемена. Доказательство. Если тело В увлекает за собою тело А так, что оба начинают двигаться с равной скоростью, то в одном будет столько же движения, сколько в другом (по т. 22, ч. II и по кор. к т. 27, ч. II). Тело В в этом случае должно потерять половину своего направления, а также (по т. 20, ч. II) половину своего движения. Если же В отталкивается телом А в противоположную сторону, то оно потеряет все свое направление, но удержит все свое движение (по т. 18, ч. II); но эта перемена равна предыдущей (по кор. к т. 26, ч. II). Но ни то, ни другое не может произойти, ибо если бы А удерживало свое состояние и могло изменить направление В, то А должно быть (по акс. 20) сильнее В, что было бы противно пред-
==252
положению. Если же В увлекло бы с собой А, пока оба не стали бы двигаться с равной скоростью, то В было бы сильнее А, что также противоречит допущению. Но так как ни одно из двух не может иметь места, то остается лишь третье, именно, что В подвигает тело А немного далее и само немного отталкивается им, что и требовалось доказать (см. § 51, ч. II “Начал”). Теорема 31. Седьмое правило. Если В и А движутся по одному направлению, А медленнее, а В, следуя за ним, быстрее, так что, наконец, тело В нагоняет А, а если при этом А больше В, т избыток скорости В больше избытка величины А, то В перенесет на А столько своего движения, что после этого оба тела будут двигаться с равной скоростью и в том же направлении. Но если бы излишек величины А был больше излишка скорости В, то В было бы отражено телом А в противоположном направлении, но удержало бы при этом все свое движение. Прочти § 52, ч. II “Начал”. Здесь, как и раньше, можно себе представить лишь три случая. Доказательство первой части. Тело В не может отталкиваться телом А в противоположном направлении, так как В предполагается сильнее А (по т. 21 и 22, ч II и акс. 20), следовательно В, будучи сильнее, увлечет с собой А, притом так, что оба тела будут двигаться с равной скоростью. Ибо тогда наступит возможно меньшая перемена, как это очевидно из вышесказанного. Доказательство второй части. Тело В в этом случае не может увлечь А, так как оно (по т. 21 и 22, ч. II) предполагается слабее (по акс. 20); оно не может также сообщить ему части своего движения. Поэтому В (по кор. к т. 14, ч. II) сохранит все свое движение, но не в том же направлении, так как предполагается, что оно в этом встречает препятствие со стороны А. Таким образом, В отразится (по сказанному в гл. 2 “Диоптрики”) в противоположном направлении, но удержит при этом все свое движение (по т. 18, ч. II), что и требовалось доказать. Надо заметить, что и здесь, и в предыдущих теоремах мы считали доказанным, что всякое тело, встречающее по прямой линии другое, которое безусловно препятствует
==253
Схолия. До сих пор для объяснения перемен, испытываемых телами при столкновении, я рассматривал лишь два тела, как будто они полностью отделены от всех других тел, и я не обращал внимания на окружающие их тела. Теперь я намерен исследовать их состояние и их перемены, принимая в расчет окружающие их тела.
Теорема 32 Если тело В окружено малыми движущимися телами, толкающими его по всем направлениям с равной силой, то оно будет оставаться неподвижно на одном и том же месте, пока не присоединится еще другая причина. Доказательство. Эта теорема очевидна само собой, ибо если бы тело от толчка телец, движущихся с одной стороны, двигалось в одном направлении, то движущие его тельца должны бы были толкать его с большей силой, чем толкающие его одновременно тельца с другой стороны, которые не могут устранить своего действия (по акс. 20), что шло бы против допущения.
Теорема 33 При вышеизложенных условиях от приложения малейшей силы тело В может двигаться по всякому направлению. Доказательство. Все тела, непосредственно прилегающие к В, будучи подвижны (по допущению), а В неподвижно (по т. 32), тотчас при соприкосновении с В отразятся в другую сторону, не теряя своего движения (по т. 28, ч. II). Поэтому В будет постоянно само оставляемо непосредственно прикасающимися телами, и, как бы велико ни было В, не нужно никакой силы для отделения его от непосредственно соприкасающихся тел (согласно четвертому из наших замечаний к опр. 8). Поэтому даже малейшая внешняя сила, могущая сообщиться телу В, всегда больше той, которая стремится удержать его на своем месте (ибо мы уже доказали, что ему не при-
==254
суща никакая сила, которая могла бы удержать его у непосредственно касающихся тел). Вместе с тем сила телец, толкающих В в том же направлении, больше силы других телец, толкающих В в противоположном направлении (так как сила и тех и этих предполагается одинаковой, если не прилагается никакая внешняя сила). Таким образом, тело В (по акс. 20) будет приводиться в движение этой внешней силой, как бы она ни была мала, притом в любую сторону, что и требовалось доказать. Теорема 34 Тело В при этих условиях не может двигаться быстрее, чем оно побуждается внешней силой, хотя бы окружающие его частицы двигались гораздо быстрее. Доказательство. Тельца, которые одновременно с внешней силой толкают тело В в том же направлении, хотя бы они двигались гораздо быстрее, чем может двигать В внешняя сила, все-таки (по предположению) не будут иметь большей силы, чем тельца, толкающие В в противоположную сторону, и потому их общая сила будет истрачена на сопротивление последним тельцам, причем они не перенесут на В (по т. 32, ч. II) какой-либо скорости. Но так как никакие иные условия или причины не предполагаются, то В получит свою скорость лишь от этой внешней причины, и потому оно (по акс. 8, ч. 1) не может двигаться скорее, чем будучи приведено в движение внешней силой, что и требовалось доказать.
Теорема 35 Если тело В приводится в движение внешним толчком, то оно получает большую часть своего движения от постоянно окружающих его тел, а не от внешней силы. Доказательство. Каким бы большим ни предполагалось В, оно все-таки приводится в движение малейшим толчком (по т. 33, ч. II). Теперь предположим, что В вчетверо больше внешнего тела, сила которого дает ему толчок; тогда оба (по предыдущей теореме) будут двигаться с равной скоростью, и в В будет вчетверо больше движения, чем во внешнем теле,
толкающем его (по т. 21, ч. II). Поэтому оно получит большую часть своего движения (по акс. 8, ч. 1) не от внешнего тела. А так как сверх этого не предполагается никаких иных причин, кроме окружающих В тел (само В предположено неподвижным), то оно получит (по акс. 7, ч. 1) большую часть своего движения только от окружающих его тел, а не от внешней силы, что и требовалось доказать. Надо заметить, что мы здесь не можем сказать, как выше, что движение частиц, идущих из одного направления, необходимо для сопротивления движению частиц, идущих с противоположной стороны. Ибо тела, идущие друг против друга с равным движением (как здесь предположено), противоположны одно другому лишь по направлению *, а не по движению (по кор. к т. 9, ч. II). Поэтому на взаимное сопротивление они расходуют лишь свое направление, а не движение, так что тело В не может получить от окружающих его тел ни своего направления, ни (по кор. к т. 27, ч. II) своей скорости, поскольку она отличается от движения, но лишь свое движение. Даже если появится внешняя причина, тело необходимо должно приводиться в движение другими телами, как мы доказали в этой теореме и как это очевидно из способа, которым доказана т. 33.
Теорема 36 Если бы тело, например наша рука, могла двигаться по любому направлению с равным движением, нисколько не противодействуя другим телам и не встречая противодействия со стороны других тел, то в пространстве, по которому она движется, необходимо будет двигаться столько же тел в одном направлении, сколько во всяком другом, со скоростью, равной скорости руки. жүктеу/скачать 3.13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
