 |
Предмет механики. Структура классической механики, ее основная задача. Основная задача механики. Элементы кинематики. §1. Простейшие физические модели. Материальная точка
|
|
|
|
Предмет механики
Механика изучает изменение с течением времени взаимного положения
материальных тел в пространстве и происходящие при этом взаимодействия
между ними.
Обычно под механикой понимают так называемую классическую мех а-
нику , в основе которой лежат законы Ньютона.
Классическая механика, релятивистская механика, квантовая механика
Классическая механика справедлива для любых тел, кроме элементарных
частиц. Скорости движения тел должны быть малы по сравнению со скоростью
света, c = 3 108 м/с. В основе клас сической механики, как уже упоминалось,
лежат законы Ньютона.
Релятивистская механика , или специальная теория относительности,
справедлива при любых скоростях, в том числе, сравнимых со скоростью света.
Согласно специальной теории относительности, скорости тел не могут прев ы-
шать скорость света.
Квантовая механика изучает движение элементарных частиц. Элементы
квантовой механики будут рассмотрены в пятой части настоящего курса ле кций.
Структура классической механики, ее основная задача
Классическая механика делится на кинематику, динамику и статику.
Кинематика - раздел механики, изучающий движения тел в пространстве
и времени без рассмотрения вызывающих это движение взаимодействий.
Динамика изучает движение тел, учитывая взаимодействия между телами,
которые обуславливают тот или иной характер движения.
Статика изучает законы равновесия системы тел. Эти законы следуют из
законов динамики.
|
|
|
Основная задача механики
Основная задача механики - предсказывать будущее положение тел ра с-
сматриваемой системы.
ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ
§1. Простейшие физические модели. Материальная точка
Материальная точка - это одна из простейших физических моделей.
z m
y
x
реальный мир исследователь модельный мир
Рис. 1. 2
Тело из реального мира (рис. 1. 2) иногда можно без ущерба для реша емой
задачи заменить точ кой в модельном мире, сохранив из всех многообразных
свойств этого тела лишь два: положение в пространстве и массу. Эти две хара к-
теристики легко описать языком физики. Массу задают числом. Полож ение - координатами в выбранной системе координат.
Традиционно е определение материальной точки следующее: это тело, ра з-
мерами которого можно пренебречь при описании его движения. Здесь вместе
прису тствуют понятия, описывающие и реальный мир, и модельный мир.
Система материальных точек
Если решается задача о движении нескольких материальных тел и каждое
из них можно в условии данной задачи заменить материальной точкой, то м о-
делью этой системы будет система материальных точек.
Например, в молекулярной физике при определенных условиях молекулы
га за можно заменить систем ой материальных точек.
Абсолютно твердое тело
Существуют такие задачи, в которых размерами тела нельзя пренебречь,
но в то же время можно не учитывать изменение со временем размеров и фо р-
мы тела. При решении таких задач используют модель - абсолютно тверд ое т е-
ло, т. е. реальное тело заменяют таким, у которого размеры и форма не меняю тся.
|
|
|
§ 2. Положение материальной точки в пространстве.
Тело отсчета
Тело отсчета - это тело, относительно которого определяют положение
рассматриваемого нами тела или системы тел.
|
|
|
