Центр масс теорема о движении центра масс. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции физический смысл массы

«Ньютон [Ньютон И. Математические начала натуральной философии (1686). См. Собрание трудов, т. VII. Изд. АН СССР, 1936] впервые высказал в виде гипотезы закон для внутреннего трения:
«Сопротивление, возникшее вследствие недостатка скольжения между частицами жидкости, при прочих равных условиях пропорционально скорости, с которой частицы отклоняются одна от другой».
На основе этой гипотезы Ньютон сформулировал следующий постулат:
«Если твердый, бесконечно длинный цилиндр вращается около оси с постоянной угловой скоростью в бесконечной жидкой среде и если последняя приобретает вращательное движение исключительно за счет импульса, сообщаемого цилиндром, то я утверждаю, что периоды вращения частиц жидкости пропорциональны их расстояниям от оси цилиндра».
Обстоятельная интерпретация и четкая (словесная) формулировка закона внутреннего трения были даны значительно позднее Н.П. Петровым [Петров Н.П.. Трение в машинах и влияние на него смазывающей жидкости. Инженерный журнал, 1883].
Петров Н.П. – основоположник гидродинамической теории смазки машин.
Этот закон гласит, что между двумя соседними слоями в направлении, противоположном движению, действует сила (отнесенная к единице поверхности соприкосновения слоев), пропорциональная изменению скорости в направлении, перпендикулярном к движению:
, (1)
где ∆w- изменение скорости в двух соседних слоях, находящихся на расстоянии ∆y.
Более точно в дифференциальной форме эта формула имеет вид
, (1а)
Коэффициент пропорциональности  называется коэффициентом внутреннего трения или коэффициентом динамической вязкости; в дальнейшем будем называть его просто коэффициентом вязкости».
 (Голубев) с. 7 … 8
«Наличие силы сопротивления при сдвиге можно обнаружить опытом (что и сделал в свое время Ньютон – В.Г.), схема которого приведена на рисунке 4. На неподвижной нижней пластинке – слой жидкости толщиной y₀, на свободной поверхности – легкая пластинка площадью S. Если к пластине приложить силу R, пластинка начнет перемещаться. После некоторого «разгонного» интервала времени установится равномерное движение пластинки с некоторой скоростью w₀ . Это означает, что за время разгона возникает приложенная к пластинку сила сопротивления R_τ= – R. Эта сила может быть только силой сопротивления жидкости (сопротивление воздуха мало и во внимание не прини­ма­ется).

Механизм возникновения силы сопротивления можно представить следующим образом. Слой жидкости, прилегающий к пластинке, прилипает к ней и движется вместе с пластинкой со скоростью w₀ . Вследствие молекулярных связей этот слой увлекает за собой следующий и т.д. Поскольку нижний слой примыкает к неподвижной пластинке, его скорость равна нулю. Таким образом, в жидкости возникает слоистое движение с некоторым распределением скоростей по высоте w=ƒ(y).
В рассматриваемом случае распределение скоростей линейное. Вследствие действия межмолекулярных связей между движущимися слоями жидкости возникают силы вязкости или внутреннего трения. Ньютон указал на те параметры, от которых зависит величина этой силы R_τ . Для рассматриваемого слоистого движения
,
где μ – динамический коэффициент вязкости; S – площадь соприкосновения слоев;  - градиент скорости, являющийся показателем интенсивности изменения величины скорости по нормали к ее направлению.
Можно показать, что градиент скорости при слоистом движении жидкости равен скорости сдвиговой деформации».
 (Емцев) с. 17…18
«Опыт показывает, что… скорость между пластинами распределена линейно:
w= w₀ y/y₀ , давление постоянно во всей области. Такое течение называют течением чистого сдвига. … Измерения показывают, что напряжения трения  пропорционально отношению скорости w₀ к расстоянию между пластинами y₀ и не зависит от абсолютной величины скорости (имеет значение лишь относительное движение слоев жидкости). Отношение w₀ /y₀ = dw/dy называется градиентом скорости по нормали к плоскости скольжения слоев или кратко – поперечным градиентом скорости
(1.11)
Формула (1.11) выражает закон Ньютона о молекулярном трении в жидкости – напряжение трения пропорционально поперечному градиенту скорости. Этот закон был установлен Ньютоном экспериментальным путем. Жидкости, удовлетворяющие уравнению (1.11), называются ньютоновскими.
… Коэффициент пропорциональности  , [Н∙с/м²] называется динамическим коэффициентом вязкости или просто вязкостью жидкости. Величина μ зависит от природы жидкости, ее агрегатного состояния, температуры и практически не зависит от давления в широком диапазоне его изменения. Чем больше μ , тем больше вязкость жидкости».
 (Сергель) с. 15