I. Попередні поняття. Загальні положення

Механікою називають розділ фізики, присвячений вивченню зако-номірностей механічного руху матеріальних тіл та взаємодії між ними. При цьому механіка не вникає у внутрішню будову тіл. Під механічним рухом розуміють зміну з часом взаємного розташування тіл або їх частин у просторі. Іноді вважають механічне переміщення найбільш простою формою руху матерії. Однак навіть механічне переміщення в реальних умовах не є абсолютно простим, оскільки рухоме тіло взаємодіє з іншими тілами й полями, внаслідок чого змінюються властивості тіла.

Механіка складається з трьох основних розділів – статики, кінематики та динаміки. Іноді статику розглядають як окремий випадок динаміки.

Статика – розділ механіки, присвячений вивченню умов рівноваги матеріальних тіл під дією сил. Вона викладається в курсі теоретичної і прикладної механіки, в даному посібнику не розглядається. Кінематика – розділ механіки, у якому вивчаються геометричні

властивості руху тіл без врахування їх мас і причин, що викликали рух, тобто сил, що діють на тіло.

Динаміка – розділ механіки, присвячений вивченню руху матеріальних тіл з урахуванням їх мас і причин зміни стану руху, тобто прикладених до тіла сил.

При вивченні закономірностей руху тіл у механіці користуються різними наближеними моделями, найпростішими з яких є моделі матері-альної точки і абсолютно твердого тіла. Матеріальною точкою називають тіло, розміри якого в умовах конкретного дослідження можна не врахо-вувати. Отже можна розглядати це тіло як геометричну точку, що має масу. При (рис.1.1) тіло масою m можна вважати матері-альною точкою.

Б удь-яке тіло або систему тіл можна умовно розбити на велике число частин, дуже малих у порів-нянні з розмірами тіла. Тоді кожну частину можемо розглядати як матеріальну точку, а саме тіло або Рис. 1.1 систему тіл – як систему матеріальних точок. Якщо деформація тіла при його взаємодії з іншими тілами дуже мала, то зручно користуватися моделлю абсолютно твердого тіла. Абсолютно твердим називають тіло, форма й розміри якого в процесі руху не змінюються. Матеріальна точка і абсолютно тверде тіло реально не існують, а є суто науковою абстракцією. Однак викорис-тання цих моделей не позначається на результатах аналізу законів механічного руху і спрощує процес вивчення рухів.

Положення тіла в просторі можна визначити тільки відносно інших тіл, але не відносно простору взагалі, оскільки простір однорідний та ізотропний. Отже дане тіло відносно одних тіл рухається, а відносно інших може перебувати у стані спокою. Таким чином, рух взагалі як форма існування матерії є абсолютним, а механічний рух, а також спокій, як окремий випадок механічного руху, є відносними. Сукупність системи координат і засобів виміру часу, зв'язаних з тілом, по відношенню до якого вивчається рух інших тіл, називають системою відліку. Зручно вивчати закономірності руху відносно умовно нерухомих систем або систем, що рухаються рівномірно й прямолінійно. Такі системи називають інерціальними.