Физические основы механики

Предмет механики. Кинематика и динамика. Классическая механика. Квантовая механика. Релятивистская механика.

Термин механика происходит от греческого слова mechanike – орудие, сооружение. Механикой называют раздел физики, изучающий закономерности механического движения, причины вызывающие или изменяющие это движение. Под механическим движением понимают изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.

Существует несколько делений механики.

٭ Механику делят на классическую, релятивистскую, квантовую.

Классической механикой (механикой Галилея - Ньютона) или ньютоновской механикой называют механику макроскопических тел, движущихся со скоростями, намного меньшими скорости света (v<<c).

Релятивистская механика изучает закономерности движения макроскопических тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света.

Квантовая механика изучает механическое движение микроскопических тел, т.е. атомов, элементарных частиц.

٭ Механику делят на кинематику, динамику, статику.

Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, вызывающих это движение.

Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.

Статика изучает законы равновесия системы тел. Поскольку законы статики являются частным случаем динамики, статику в курсе физике обычно отдельно не рассматривают.

٭В зависимости от характера изучаемых объектов механику делят на механику материальной точки, механику твердого тела, механику сплошной среды.

Элементы кинематики

В любой дисциплине для описания реальных тел пользуются в зависимости от условия конкретной задачи различными моделями. Модель – это абстрактная система, которая является упрощенной копией реальной системы. В физике используются такие модели (физические модели) как, например, материальная точка, система материальных точек, абсолютно твердое тела, сплошная среда, абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары, модель идеального газа, абсолютно черное тело и т.д.

Материальной точкой называют тело, обладающее массой, формой и размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь (например, при движении планет вокруг Солнца).

Протяженное тело, которое в условиях данной задачи нельзя считать материальной точкой, можно рассмотреть как систему материальных точек. Для этого нужно мысленно разбить тело на столь большое число частей, чтобы размеры каждой части были намного меньше (<<) размеров тела.

Абсолютно твердым телом называют систему материальных точек, расстояние между которыми в процессе движения не изменяется (либо тело, деформацией которого в условиях данной задачи можно пренебречь).

Возбужденное в какой-либо точке среды (жидкой, твердой или газообразной) колебание распространяется в ней с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Чем дальше частица среды расположена от источника колебаний, тем позднее она начнет колебаться. При изучении распространения колебаний не учитывается дискретное (молекулярное) строение среды и среда рассматривается как сплошная, т.е. непрерывно распределенная в пространстве и обладающая упругими свойствами.

Материя существует в пространстве и во времени.

Пространство определяет взаимное расположение одновременно существующих объектов друг относительно друга и их относительную величину (расстояние и ориентацию).

Все явления происходят в определенной последовательности и имеют конечную продолжительность. Время определяет последовательность явлений и их относительную продолжительность.

Несколько слов о том, с каким интервалом расстояний и времен работает современная наука. Размер части Вселенной, доступной для наблюдения, оценивается величиной ~10²⁶ м. В настоящее время проводятся эксперименты, в которых исследуются частицы размером всего 10^{-19 м, а теоретики уже озабочены поиском частиц размером 10-35 м} (теория струн). В начале прошлого столетия ученые придерживались мнения, что возраст Вселенной составляет примерно 100 миллионов лет. В настоящее время ученые уверены, что он составляет не менее 13 миллиардов лет. Время жизни нестабильных элементарных частиц определяется до 10^-11 секунд.

Дата добавления: 2014-11-08; просмотров: 362; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!