Механика.

Механика может рассматриваться как наиболее фундаментальная естественная наука. С нее обычно и начинается изучение всего курса общей физики. Предметом механики являются законы движения и равновесия тел при известном и/или заданном взаимодействии между ними.

Механика – раздел физики, изучающий простейшую форму движения материи – механическое движение.

Механическим движением называется процесс изменения взаимного расположения тел или их частей в пространстве с течением времени.

Механика делится на три раздела: кинематику, динамику и статику.

Кинематика изучает закономерности различных типов движения без учета причин, его вызывающих.

Динамика изучает влияние взаимодействия тел с окружающими телами на их механическое движение.

Статика – рассматриваются условия равновесия тел, т.е. покоя в данной системе отсчета.

Существует классическая, релятивистская и квантовая механика.

Классическая механика изучает движение макроскопических тел со скоростями, много меньшими скорости света в вакууме (v<<c, c=3·10⁸м/c). Для v<<c характерно, что линейные масштабы и промежутки времени остаются неизменными при переходе от одной системы отсчета к другой, т.е. не зависят от выбора системы отсчета к другой.

Релятивистская механика (или теория относительности) изучает движение тел со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме.

Квантовая механика изучает движение микрочастиц (отдельные атомы, элементарные частицы). Изучение нашего курса начнем с классической механики.

Таким образом, можно сказать, что механика ставит перед собой две основные задачи:

1. Изучение различных движений и обобщение полученных результатов в виде законов движения – законов, с помощью которых может быть предсказан характер движения в каждом конкретном случае. Результат решения: установление динамических законов Ньютона и Эйнштейна.

2. Отыскание общих свойств, присущих любой системе, независимо от конкретного рода взаимодействий между телами отсчета. Результат решения: установление законов сохранения энергии, импульса и момента импульса.

Вопросы для самоподготовки

1. Что изучает физика.

2. Основные понятия в физики.

3. Размерность и единицы физических величин.

4. Механика. Основные разделы и задачи.

Лекция № 2 Кинематика поступательного прямолинейного и криволинейного движений.

Для описания движения в механике используются математические модели: материальная точка и абсолютно твердое тело.

Материальной точкой называется обладающее массой тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи (размеры тела минимум в 10 раз меньше расстояния, которое проходит тело). Например, при вычислении траектории, по которой Земля движется вокруг Солнца, Землю можно рассматривать как материальную точку, так как ее радиус в 24 000 раз меньше радиуса ее орбиты. При рассмотрении движения тел по поверхности Земли она должна рассматриваться как протяженный объект.

Любое тело можно рассматривать как систему материальных точек.

Если деформация тела при его взаимодействии с другими телами в рассматриваемом процессе пренебрежимо мала, то можно пользоваться моделью абсолютно твердого тела.

Абсолютно твердым телом называется тело, расстояние между двумя точками которого в условиях данной задачи можно считать постоянным, т.е. это тело, форма и размеры которого не изменяются при его движении.

Тела могут двигаться поступательно и вращательно. Рассмотрим поступательное движение.

Поступательным движением называется такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, остается параллельной самой себе. При поступательном движении все точки тела движутся одинаковым образом. Поэтому достаточно рассмотреть движение одной точки тела, например, центра тяжести, чтобы говорить о движении тела в целом.

Для определения положения тела в пространстве нужно использовать систему отсчета. Системой отсчета называется совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета, по отношению к которому изучается движение.