Механика определение физика – Краткое содержание школьного курса физики Механика Формулы кинематики Кинематика Механическое движение

Механика/Основные определения — это… Что такое Механика/Основные определения?

Предупреждение. Здесь приведены определения некоторых терминов в школьной, элементарной формулировке. При этом некоторыми более сложными эффектами может быть пренебрежено.

Кинематика

Кинематика — изучает геометрические свойства движения тел без учета их масс и действующих на них сил. Рассматривает движение тел без выяснения причин этого движения.

  • Материальная точка — тело, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.
  • Система отсчёта — совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.
  • Часы — устройство, в котором протекает периодический процесс, положенный в основу отсчета времени.
  • Траектория движения материальной точки — линия, описываемая этой точкой в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным.
  • Вектор перемещения — вектор, начальная точка которого совпадает с начальной точкой движения, конец вектора — с конечной.
  • Путь — сумма длин всех участков траектории, пройденных точкой за определенное время.
  • Средняя скорость — отношение модуля вектора перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло.
  • Мгновенная скорость (скорость) — предел отношения вектора перемещения к промежутку времени, за который это перемещение произошло, при стремлении длительности промежутка времени к нулю.
  • Ускорение — характеристика степени неравномерности движения. Определяет быстроту изменения скорости по модулю и направлению.
  • Закон сложения скоростей: абсолютная скорость материальной точки равна векторной сумме переносной и относительной скоростей.
  • Среднепутевая скорость — отношение пройденного пути к соответствующему промежутку времени.

Вращательное движение тела вокруг неподвижной направленной оси

Вращательное движение тела вокруг неподвижной направленной оси — движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой хх, называемой осью вращения.

  • Угловое перемещение — векторная величина, характеризующая изменение угловой координаты в процессе её движения.
  • Угловая скорость — векторная величина, характеризующая быстроту вращения материальной точки. Вектор направлен вдоль оси вращения таким образом, чтобы, смотря с его конца, вращение казалось происходящим против часовой стрелки.
  • Период вращения (Т) — время, за которое вращающееся тело совершает один полный оборот.
  • Частота вращения — число полных оборотов, совершаемых при равномерном движении, в единицу времени.
  • Плоское движение — движение плоского тела, при котором все точки тела движутся в некоторой фиксированной плоскости пространства, условно считаемой неподвижной.

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона:В мире существуют такие системы отсчета, в которых изолированная материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерно-прямолинейно движется. Такие системы отсчета называются инерциальными.

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона: в инерциальных системах отсчета ускорение материальной точки прямо пропорционально векторной сумме сил, действующих на материальную точку, и обратно пропорционально её массе.

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона: в инерциальных системах отсчета всякое действие одной (первой) материальной точки на другую (вторую), сопровождается воздействием второй материальной точки на первую, т.е имеет характер взаимодействия; силы, с которыми взаимодействуют материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены, действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки, являются силами одной природы и приложены к разным материальным точкам.

Принцип относительности Галилея

Принцип относительности Галилея: никакими механическими опытами, проводимыми внутри данной инерциальной системы, нельзя установить, покоится эта система или находится в равномерном и прямолинейном движении. Во всех инерциальных системах отсчета законы механики одинаковы.

  • Вес тела — сила, с которой тело давит на опору.

Закон Гука

Закон Гука: при достаточно малых деформациях сила упругости пропорциональна величине деформации тела и направлена в сторону, противоположную деформации.

  • Импульс тела (материальной точки) — векторная величина, равная произведению массы тела (материальной точки) на её скорость.
  • Импульс системы тел (материальных точек) — векторная сумма импульсов всех точек.
  • Импульс силы — произведение силы на время её действия (или интеграл по времени, если сила изменяется со временем).
  • Закон сохранения импульса: в инерциальной системе отсчета импульс замкнутой системы сохраняется.
  • Изменение импульса системы материальных точек — в инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса механической системы равна векторной сумме внешних сил, действующих на материальные точки системы.

Центр масс

Центр масс — воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение масс этой системы.

  • Закон движения центра масс — в инерциальных системах отсчёта центр масс системы движется как материальная точка, в которой находится масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, действующих на систему.

; ;

  • Система центра масс — система отсчёта, поступательно перемещающаяся в некоторой инерциальной системе, относительно которой центр масс механической системы неподвижен.

Работа, мощность, энергия

  • Работа силы равна произведению модуля силы на перемещение и на косинус угла между ними.
  • Мощность — отношение работы ко времени, за которое эта работа была совершена.
  • Кинетическая энергия — величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости.
  • Величину, равную произведению масы тела на g на высоту тела над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией тела в поле силы тяжести.
  • Консервативные силы — силы, работа которых не зависит от пути, пройденного материальной точкой. Зависит только от перемещения.
  • Механическая энергия системы — величина, равная сумме кинетической и потенциальной энергий системы.
  • В замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы, механическая энергия сохраняется.
  • Вторая космическая скорость — скорость, необходимая материальной точке, чтобы покинуть поле тяготения Земли и стать спутником Солнца.

Wikimedia Foundation.
2010.

dic.academic.ru

Ответы@Mail.Ru: Что такое механика? (физика)

Механика- это наука о механическом движении материальных тел (т. е. изменении с течением времени взаимного положения тел или их частей в пространстве) и взаимодествиях между ними. Механика охватывает очень широкий круг вопросов – в ней рассматриваются объекты от галактик и систем галактик до мельчайших, элементарных частиц вещества (БСЭ) .

Фундаментальное значение для этого раздела имеет механика материальной точки, разделяющаяся на кинематику, предметом которой является математическое описание возможных движений материальной точки, и динамику, которая рассматривает движение материальных точек под действием заданных сил. Основные принципы динамики сведены в законы движения, которые в случае материальных точек имеют самый простой вид. Эти законы были впервые сформулированы в 1687 году И. Ньютоном.
Деление механики на разделы отражает историческое развитие физики и, кроме того, соответствует использованию различных математических методов. В конечном итоге механика и физика как наука составляют единое целое, ибо чем больше мы узнаем, например, о таких явлениях, как свет и электричество, которые обычно не рассматриваются в механике, тем яснее становится их фундаментальная связь с атомными явлениями, тесно связанными с механикой. Исторически развитие статики началось с Архимеда в 3 в. до н. э. До этого периода и много столетий спустя проблемы динамики обсуждались лишь с качественной стороны и соотносились с принципами, которые мы полагаем сегодня ошибочными либо не имеющими отношения к делу. Начало динамике было положено Ньютоном, который сформулировал законы движения и закон всемирного тяготения, опубликованные в первом издании Математических начал натуральной философии. Ньютону удалось в своей книге заложить основы, а в ряде случаев и далеко продвинуться в изучении динамики, небесной механики, механики твердого тела, гидродинамики и баллистики. Хотя принципы статики к тому времени были хорошо известны, Ньютон впервые рационально обосновал их, показав, как их можно вывести из законов динамики. На протяжении примерно двух столетий после этого механика развивалась путем построения более совершенных математических методов без необходимости внесения каких-либо изменений в основные принципы, и лишь после 1900 развитие теории электромагнетизма и атомной физики потребовало модификации механики для распространения ее принципов на явления, которые она не могла удовлетворительно описывать. Но теория относительности и квантовая механика не отменили ньютоновской теории – она по-прежнему точна, как и раньше, и можно показать, что она строго вытекает из обеих новых теорий в том случае, когда рассматриваемые тела имеют макроскопические размеры и движутся с умеренными скоростями.

otvet.mail.ru

Механика — это… Что такое Механика?

Меха́ника (греч. μηχανική — искусство построения машин) — область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними. Движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве[1]. Важнейшими разделами механики являются классическая механика, релятивистская механика и квантовая механика.

Механическая система

Механика занимается изучением так называемых механических систем.

Механическая система обладает определённым числом степеней свободы, а её состояние описывается с помощью обобщённых координат и соответствующих им обобщённых импульсов . Задача механики состоит в изучении свойств механических систем, и, в частности, в выяснении их эволюции во времени.

Являясь одним из классов физических систем, механические системы по характеру взаимодействия с окружением разделяются на изолированные (замкнутые), закрытые и открытые, по принципу изменения свойств во времени — на статические и динамические.

Наиболее важными механическими системами являются:

Разделы механики

Стандартные («школьные») разделы механики: кинематика, статика, динамика, законы сохранения. Кроме них, механика включает следующие (во многом перекрывающиеся) разделы:

Некоторые курсы механики ограничиваются только твёрдыми телами. Изучением деформируемых тел занимаются теория упругости (сопротивление материалов — её первое приближение) и теория пластичности. В случае, когда речь идёт не о жёстких телах, а о жидкостях и газах, необходимо прибегнуть к механике жидкостей и газов, основными разделами которой являются гидростатика и гидрогазодинамика. Общей теорией, изучающей движение и равновесия жидкостей, газов и деформируемых тел, является механика сплошных сред.

Основной математический аппарат классической механики: дифференциальное и интегральное исчисление, разработанное специально для этого Ньютоном и Лейбницем. К современному математическому аппарату классической механики относятся, прежде всего, теория дифференциальных уравнений, дифференциальная геометрия (симплектическая геометрия, контактная геометрия, тензорный анализ, векторные расслоения, теория дифференциальных форм), функциональный анализ и теория операторных алгебр, теория катастроф и бифуркаций. В современной классической механике используются и другие разделы математики. В классической формулировке, механика базируется на трёх законах Ньютона. Решение многих задач механики упрощается, если уравнения движения допускают возможность формулировки законов сохранения (импульса, энергии, момента импульса и других динамических переменных).

Различные формулировки механики

Все три закона Ньютона для широкого класса механических систем (консервативных систем, лагранжевых систем, гамильтоновых систем) связаны с различными вариационными принципами. В этой формулировке классическая механика таких систем строится на основе принципа стационарности действия: системы движутся так, чтобы обеспечить стационарность функционала действия. Такая формулировка используется, например, в лагранжевой механике и в гамильтоновой механике. Уравнениями движения в лагранжевой механике являются уравнения Эйлера — Лагранжа, а в гамильтоновой — уравнения Гамильтона.

Независимыми переменными, описывающими состояние системы в гамильтоновой механике, являются обобщённые координаты и импульсы, а в механике Лагранжа — обобщённые координаты и их производные по времени.

Если использовать функционал действия, определённый на реальной траектории системы, соединяющей некую начальную точку с произвольной конечной, то аналогом уравнений движения будут уравнения Гамильтона — Якоби.

Следует отметить, что все формулировки классической механики, основанные на голономных вариационных принципах, являются менее общими, чем формулировка механики, основанная на уравнениях движения. Не все механические системы имеют уравнения движения, представимые в виде уравнения Эйлера — Лагранжа, уравнения Гамильтона или уравнения Гамильтона — Якоби. Тем не менее, все формулировки являются как полезными с практической точки зрения, так и плодотворными с теоретической. Лагранжева формулировка оказалась особенно полезной в теории поля и релятивистской физике, а гамильтонова и Гамильтона — Якоби — в квантовой механике.

Классическая механика

Классическая механика основана на законах Ньютона, преобразовании скоростей Галилея и существовании инерциальных систем отсчёта.

Границы применимости классической механики

В настоящее время известно три типа ситуаций, в которых классическая механика перестаёт отражать реальность.

  • Свойства микромира не могут быть поняты в рамках классической механики. В частности, в сочетании с термодинамикой она порождает ряд противоречий (см.Классическая механика). Адекватным языком для описания свойств атомов и субатомных частиц является квантовая механика. Подчеркнём, что переход от классической к квантовой механике — это не просто замена уравнений движения, а полная перестройка всей совокупности понятий (что такое физическая величина, наблюдаемое, процесс измерения и т. д.)
  • При скоростях, близких к скорости света, классическая механика также перестаёт работать, и необходимо переходить к специальной теории относительности. Опять же, этот переход подразумевает полный пересмотр парадигмы, а не простое видоизменение уравнений движения. Если же, пренебрегая новым взглядом на реальность, попытаться всё же привести уравнение движения к виду , то придётся вводить тензор масс, компоненты которого растут с ростом скорости. Эта конструкция уже долгое время служит источником многочисленных заблуждений, поэтому пользоваться ей не рекомендуется.
  • Классическая механика становится неэффективной при рассмотрении систем с очень большим числом частиц (или же большим числом степеней свободы). В этом случае практически целесообразно переходить к статистической физике.

См. также

Примечания

Ссылки

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.

dic.academic.ru

Основные понятия механики

Механика (общая, теоретическая) – раздел физики, изучающий
законы равновесия и движения материальных тел, а также возникающие между ними
взаимодействия.

Механика состоит из трех разделов: статики, кинематики и динамики.

В статике рассматриваются
законы сложения сил и условия равновесия тел.

Кинематика – раздел
механики, который определяет геометрию (пространственную форму) движений и их
изменения во времени без учета масс и действующих сил. Кинематика определяет
только внешнюю картину движений. Применительно к спортивной биомеханике законы
кинематики действуют в полном объеме.

В динамике исследуется влияние
взаимодействия между телами на их механическое движение. В биомеханике также
рассматривают взаимодействие между телом человека и внешним окружением (соперником,
снарядами).

Механическое движение
изменение взаимного положения материальных тел или отдельных точек относительно
друг друга. Наиболее часто встречающийся вариант механического движения – поступательное, при котором всякая прямая,
связанная с телом, движется параллельно себе.

Вращательным движением называется
такое, при котором две точки остаются неподвижными.

Для описания движущихся тел в механике используют упрощенную
модель тела — материальную точку, формой
и размерами которой в условиях данной задачи можно пренебречь
. Например,
при изучении скорости прохождения дистанции марафонцем нет необходимости
рассматривать части тела спортсмена в отдельности, поскольку размеры атлета и
расстояние, им пройденной, отличаются на четыре порядка величины.

При взаимодействии нескольких тел (спортсменов,
спортсмена и снаряда) рассматривают систему
материальных точек (механическую, или биомеханическую систему) – это мысленно выделенная
совокупность материальных точек или тел, которые взаимодействуют друг с другом,
и телами, не включенными в состав этой системы.

Положение тела в пространстве определяют относительно некоторой системы
отсчета, которая включает в себя тело
отсчета, единицы отсчета и систему координат
.

Тело отсчетаэто неподвижное тело,
относительно которого указывается положение других тел.
С телом отсчета связывают начало и направление осей координат.
Телом отсчета является Земля и связанные с нею неподвижно тела (дорожка, лыжня,
гимнастический снаряд). Во многих видах спорта началом координат можно
выбрать положение старта. От него отсчитывают различные соревновательные дистанции.
Любое промежуточное положение тела спортсмена во время движения характеризуется
текущей координатой внутри выбранного дистанционного интервала.

Наиболее употребительна прямоугольная (декартова) система координат,
которая образована тремя единичными взаимно перпендикулярными векторами i, j, k, проведенными из начала координат. Положение произвольной точки
М характеризуется радиус-вектором r, соединяющим начало координат с точкой М.

Также в исследованиях
движений, происходящих в одной плоскости, используют только одну генеральную
ось, полярную систему отсчета и естественный способ.

Единицами измерения в
зависимости от условий задачи могут быть метр и кратные ему единицы.

В систему отсчета времени
входят определенное начало и единицы отсчета.
В биомеханике за начало отсчета времени обычно принимается
момент начала движения или его частей. В упражнениях, где движение начинается
со старта, началом отсчета является ноль на секундомере. За единицу отсчета
времени принимают секунду (с; 60 с = 1 мин; 60 мин = 1 час), а также доли
секунды — десятая, сотая, тысячная (миллисекунда).



biofile.ru

Основные понятия и законы механики

Краткое содержание школьного курса физики

Основные понятия и законы механики

Содержание

Формулы кинематики

Кинематика. Механическое движение

Относительность движения. Система отсчета

Материальная точка

Траектория, путь, перемещение

Метр и секунда

Мгновенная скорость

Ускорение

Равномерное, равноускоренное прямолинейное движение

Сложение скоростей

Свободное падение тел. Ускорение свободного падения

Равномерное движение по окружности

Основы динамики. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея

Момент силы. Условие равновесия рычага

Виды равновесия

Центр тяжести

Третий закон Ньютона

Сила упругости. Закон Гука

Сила трения. Коэффициент трения скольжения

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести

Вес тела. Невесомость

Вес тела. Невесомость

Законы сохранения в механике

Реактивное движение

Механическая работа

Кинетическая энергия

Потенциальная энергия

Закон сохранения полной механической энергии

Жидкости и газы

Закон Паскаля для жидкостей и газов

Сообщающиеся сосуды

Принцип устройства гидравлического пресса

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой

Механическим движением
называется изменение положения тела (в пространстве) относительно других тел (с течением времени).

Чтобы описать механическое движение тела (точки), нужно знать его координаты в любой момент времени. Для определения координат следует выбрать тело отсчета
и связать с ним систему координат
. Часто телом отсчета служит Земля, с которой связывается прямоугольная декартова система координат. Для определения положения точки в любой момент времени необходимо также задать начало отсчета времени.

Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют систему отсчета
, относительно которой рассматривается движение тела.

Тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, называют материальной точкой
. Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит, или по сравнению с расстояниями от него до других тел.

Траекторией движения
называется линия, вдоль которой движется тело. Длина траектории называется пройденным путем
. Путь
— скалярная физическая величина, может быть только положительным.

Перемещением
называется вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории.

Движение тела, при котором все его точки в данный момент времени движутся одинаково, называется поступательным движением
. Для описания поступательного движения тела достаточно выбрать одну точку и описать ее движение.

Движение, при котором траектории всех точек тела являются окружностями с центрами на одной прямой и все плоскости окружностей перпендикулярны этой прямой, называется вращательным движением.

Чтобы определить координаты тела, необходимо уметь измерять расстояние на прямой между двумя точками. Любой процесс измерения физической величины заключается в сравнении измеряемой величины с единицей измерения этой величины.

Единицей измерения длины в Международной системе единиц (СИ) является метр
. Метр равен примерно 1/40 000 000 части земного меридиана. По современному представлению метр — это расстояние, которое свет проходит в пустоте за 1/299 792 458 долю секунды.

Для измерения времени выбирается какой-нибудь периодически повторяющийся процесс. Единицей измерения времени в СИ принята секунда
. Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения атома цезия при переходе между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния.

В СИ длина и время приняты за независимые от других величины. Подобные величины называются основными
.

Для количественной характеристики процесса движения тела вводится понятие скорости движения. Мгновенной скоростью
поступательного движения тела в момент времени t называется отношение очень малого перемещения Ds к малому промежутку времени Dt, за который произошло это перемещение:

; .

Мгновенная скорость — векторная величина. Мгновенная скорость перемещения всегда направлена по касательной к траектории в сторону движения тела. Единицей скорости является 1 м/с. Метр в секунду равен скорости прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой точка за время 1 с перемещается на расстояние 1 м.

Ускорением
называется векторная физическая величина, равная отношению очень малого изменения вектора скорости к малому промежутку времени, за которое произошло это изменение, т.е. это мера быстроты изменения скорости:

; .

Метр в секунду за секунду — это такое ускорение, при котором скорость тела, движущегося прямолинейно и равноускоренно, за время 1 с изменяется на 1 м/с.

Направление вектора ускорения совпадает с направлением вектора изменения скорости (

) при очень малых значениях промежутка времени, за который происходит изменение скорости.

Если тело движется по прямой и его скорость возрастает, то направление вектора ускорения совпадает с направлением вектора скорости; при убывании скорости — противоположно направлению вектора скорости.

При движении по криволинейной траектории направление вектора скорости изменяется в процессе движения, вектор ускорения при этом может оказаться направлен под любым углом к вектору скорости.

Движение с постоянной скоростью называется равномерным прямолинейным движением
. При равномерном прямолинейном движении тело движется по прямой и за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает неодинаковые перемещения, называют неравномерным движением
. При таком движении скорость тела изменяется с течением времени.

Равнопеременным
называется такое движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину, т.е. движение с постоянным ускорением.

Равноускоренным
называется равнопеременное движение, при котором величина скорости возрастает. Равнозамедленным
— равнопеременное движение, при котором величина скорости уменьшается.

Рассмотрим перемещение тела в подвижной системе координат. Пусть

— перемещение тела в подвижной системе координат, — перемещение подвижной системы координат относительно неподвижной, тогда — перемещение тела в неподвижной системе координат равно:
.

Если перемещения

и совершаются одновременно, то:
.

Таким образом

.

Мы получили, что скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной. Это утверждение называется классическим законом сложения скоростей
.

Графики зависимости кинематических величин от времени в равномерном и равноускоренном движении

При равномерном движении:

График скорости — прямая y = b;

График ускорения — прямая y = 0;

График перемещения — прямая y = kx+b.

При равноускоренном движении:

График скорости — прямая y = kx+b;

График ускорения — прямая y = b;

График перемещения — парабола:

если a>0, ветви вверх;

чем больше ускорение, тем уже ветви;

вершина совпадает по времени с моментом, когда скорость тела равна нулю;

как правило, проходит через начало отсчета.

Свободным падением называется такое движение тела, когда на него действует только сила тяжести.

При свободном падении ускорение тела направлено вертикально вниз и примерно равно 9,8 м/с2
. Это ускорение называется ускорением свободного падения
и одинаково для всех тел.

При равномерном движении по окружности значение скорости постоянно, а ее направление изменяется в процессе движения. Мгновенная скорость тела всегда направлена по касательной к траектории движения.

Т. к. направление скорости при равномерном движении по окружности постоянно изменяется, то это движение всегда равноускоренное.

Промежуток времени, за который тело совершает полный оборот при движении по окружности, называется периодом:

mirznanii.com

Механика в физике | Физика

Изучение физики, как правило, начинается с механики. И это не случайно. Физика возникла в древности из интереса к устройству окружающего мира. Наблюдая за движением небесных тел — Солнца, Луны, звезд и планет, обращаясь к движению земных предметов, люди задавались вопросом: «Чем определятся установленный в природе всеобщий порядок?», искали закономерности в изменении положения светил с течением времени. Знание этих скрытых от человека высших законов — единого механизма природы — позволило бы, как полагали в античные времена, использовать силы окружающего мира, во много раз превышающие человеческие, наконец, создать собственные механизмы. Это и стало главной целью механики во времена ее зарождения — получение самых важных, определяющих движение законов, которые лежат в основе всей природы.

Таким образом, изучение природы началось со взгляда на нее как на единый механизм, действие которого следует раскрыть.

Термин «механика» происходит от греческого слова, которое переводится дословно: «хитрость», «выдумка», «машина». Древние греки считали, что с помощью механики человек сможет перехитрить природу, используя различные приспособления — механизмы.

Появившись раньше других наук — наравне с математикой, — механика до наших дней сохранила свое значение для практической деятельности людей, а в физике оставила за собой очень важное место. Это произошло благодаря тому, что законы механики, открытые за столетия развития науки, имеют всеобщий, или, как еще говорят, универсальный, характер. Окружающему нас миру свойственны движение, изменчивость. Поэтому законы движения и взаимодействия тел лежат в основе объяснения многих явлений природы. В этом мы убедимся, когда будем изучать, например, тепловые и электрические явления, строение и свойства вещества, квантовые явления. Без знания механики понять эти разделы физики невозможно.

В наше время законы механики используют практически везде — при проектировании, создании и эксплуатации автомобилей, речных и морских судов, космических аппаратов и самолетов, водных каналов, различных сооружений, зданий и механизмов. Таким образом, механику используют во многих областях жизни. Это и строительство, и транспорт, и машиностроение. В атомной энергетике законы механики используют при создании оборудования для управления ядерными реакциями.

Самые первые и необходимые в будущем сведения по механике и содержит эта книга.

Итоги

Механика возникла в древности из интереса к устройству единого механизма природы и наблюдения за движением небесных тел. Механика стала началом физики как науки о природе и с тех пор является ее основой.

В современном понимании механика — наука о механическом движении тел, изучающая способы описания этого движения и причины его возникновения.

phscs.ru

Механика — Механика — Темы по физике — Каталог лекций

Определение


Механикой называется часть физики, изучающая движение и взаимодействие материальных тел. При этом механическое движение рассматривается как изменение с течением времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

Основоположниками классической механики являются Г. Галилей (1564–1642) и И. Ньютон (1643–1727). Методами классической механики изучается движение любых материальных тел (кроме микрочастиц) со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света в вакууме. Движение микрочастиц рассматривается в квантовой механике, а движение тел со скоростями, близкими к скорости света – в релятивистской механике (специальной теории относительности).
Свойства пространства и времени, принятые в классической физике


ПространствоВремя
1. Трёхмерное
2. Евклидовое
3. Однородное
4. Изотропное
5. Континуальное
1. Одномерное
2. Евклидовое
3. Однородное
4. Необратимое
5. Континуальное

Дадим определения вышеуказанным определениям.
Одномерное пространство
— параметрическая характеристика, в которой положение точки описывается одним параметром.
Евклидово пространство и время означает, что сами по себе они не искривлены и описываются в рамках евклидовой геометрии.
Однородность пространства означает, что его свойства не зависят от расстояния до наблюдателя. Однородность времени означает, что оно не растягивается и не сжимается, а течет равномерно. Изотропность пространства означает, что его свойства не зависят от направления. Поскольку время одномерно, то об изотропности его говорить не приходится. Время в классической механике рассматривается как «стрела времени», направленная из прошлого в будущее. Оно необратимо: нельзя вернуться в прошлое и что-то там «подправить».
Пространство, и время континуальны (от лат. continuum – непрерывное, сплошное), т.е. их можно дробить на все более мелкие части сколь угодно долго. Иначе говоря, в пространстве и времени нет «прорех», внутри которых они бы отсутствовали. Механику делят на Кинематику и Динамику


Кинематика изучает движение тел как простое перемещение в пространстве, вводя в рассмотрение так называемые кинематические характеристики движения: перемещение, скорость и ускорение.

При этом скорость материальной точки рассматривается как быстрота ее перемещения в пространстве или, с математической точки зрения, как векторная величина, равная производной по времени ее радиус вектора:


Ускорение материальной точки рассматривается как быстрота изменения ее скорости или, с математической точки зрения, как векторная величина, равная производной по времени ее скорости или второй производной по времени ее радиус-вектора:


Динамика


Динамика изучает движение тел в связи с действующими на них силами, оперируя так называемыми динамическими характеристиками движения: массой, импульсом, силой и др.

При этом масса тела рассматривается как мера его инерции, т.е. сопротивляемости по отношению к действующей на данное тело силе, стремящейся изменить его состояние (привести в движение или, наоборот, остановить, или изменить скорость движения). Масса может рассматриваться также как мера гравитационных свойств тела, т.е. его способности взаимодействовать с другими телами, также обладающими массой и находящимися на некотором расстоянии от данного тела. Импульс тела рассматривается как количественная мера его движения, определяемая как произведение массы тела на его скорость:

Сила рассматривается как мера механического действия на данное материальное тело со стороны других тел.

[Если Нет рекламы, то отключи AdBlock]

mgh.do.am

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о