Что такое механика

Подробности

Обновлено 13.08.2018 21:28

«Физика - 10 класс»

Выделим среди великого множества процессов, происходящих в природе, круг явлений, которые изучает механика.
Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего нас мира, - это его изменчивость.
Мир не является застывшим, статичным.
Изменения в нем весьма разнообразны.
Но если спросить вас, какие изменения вы замечаете чаще всего, то ответ, пожалуй, будет однозначным: меняется положение предметов (или тел, как говорят физики) относительно земли и относительно друг друга с течением времени.
Бежит ли собака или мчится автомобиль - с ними происходит один и тот же процесс: их положение относительно земли меняется с течением времени.
Они перемещаются.
То же самое происходит с листьями деревьев в ветреную погоду, падающими каплями дождя, плывущими в небе облаками.

Конечно, не любые изменения состоят в перемещении тел.
Так, например, при охлаждении вода замерзает, превращаясь в лед.
Но наиболее часто встречающиеся вокруг нас изменения - это изменения положений тел относительно друг друга.

Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.

Определение механического движения выглядит просто, но простота эта обманчива.
Прочтите определение еще раз и подумайте, все ли слова вам ясны: пространство, время, относительно других тел.
Скорее всего, эти слова требуют пояснения.

Пространство и время

Пространство и время - наиболее общие понятия физики и... наименее ясные.
Исчерпывающих сведений о пространстве и времени мы не имеем.
Но и те результаты, которые получены сегодня, изложить в самом начале изучения физики невозможно.

На первых порах нам вполне достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками пространства с помощью линейки и интервалы времени с помощью часов.
Линейка и часы - важнейшие приспособления для измерений в механике, да и в быту.
С расстояниями и интервалами времени приходится иметь дело при изучении всех школьных учебных предметов.

«...Относительно других тел»

Если эта часть определения механического движения ускользнула от вашего внимания, то вы рискуете не понять самого главного.
Так, например, в купе вагона на столике лежит яблоко.
Во время отправления поезда двух наблюдателей (пассажира и провожающего) просят ответить на вопрос: яблоко движется или нет?

Каждый наблюдатель оценивает положение яблока по отношению к себе.
Пассажир видит, что яблоко находится на расстоянии 1 м от него и это расстояние сохраняется с течением времени.
Провожающий на перроне видит, как с течением времени расстояние от него до яблока увеличивается.

Пассажир отвечает, что яблоко не совершает механического движения - оно неподвижно; провожающий говорит, что яблоко движется.

Итак, одно и то же тело одновременно движется и не движется.
Возможно ли такое? Согласно определению механического движения все так и есть.

Механика - наука об общих законах движения тел.
Механическим движением называется перемещение тел или частей тел в пространстве относительно друг друга с течением времени.

Классическая механика Ньютона и границы ее применимости

Законы механики были сформулированы великим английским ученым И. Ньютоном.
На могильной плите в Вестминстерском аббатстве в Лондоне высечены знаменательные слова:

Здесь покоится
Сэр Исаак Ньютон,
Который почти божественной силой своего ума
Впервые объяснил
С помощью своего математического метода
Движения и формы планет,
Пути комет, приливы и отливы океана.
Он первый исследовал разнообразие световых лучей
И проистекающие отсюда особенности цветов,
Которых до того времени никто даже не подозревал.
Прилежный, проницательный и верный истолкователь
Природы, древностей и Священного Писания.
Он прославил - в своем учении всемогущего Творца.
Требуемую Евангелием простоту он доказал своей жизнью.
Пусть смертные радуются, что в их среде
Жило такое украшение человеческого рода.
Родился 25 декабря 1642 г.
Умер 20 марта 1727 г.

На протяжении многих лет ученые были уверены, что единственными основными (фундаментальными) законами природы являются законы механики Ньютона.
Все богатство и многообразие мира считали результатом различий в движении первичных частиц, слагающих все тела Вселенной.
Однако простая механическая картина мира оказалась неправильной.

При исследовании электромагнитных явлений было доказано, что они не подчиняются законам Ньютона.
Другой великий английский физик - Дж. Максвелл открыл новый тип фундаментальных законов.
Это законы поведения электромагнитного поля, несводимые к законам Ньютона.

Было выяснено также, что законы Ньютона, как и любые другие законы природы, не являются абсолютно точными.

Они хорошо описывают движение больших тел, если их скорость мала по сравнению со скоростью света.
Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой.

Для микроскопических частиц справедливы, как правило, законы квантовой механики.
При движениях со скоростями, близкими к скорости света, тела обнаруживают свойства, о существовании которых Ньютон не подозревал.

Окружающие нас тела движутся сравнительно медленно.
Поэтому их движения подчиняются законам Ньютона.
Таким образом, область применения классической механики очень обширна.
И в этой области человечество всегда будет пользоваться для описания любого движения тела законами Ньютона.

Источник: «Физика - 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Кинематика - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Физика и познание мира --- Что такое механика --- Механическое движение. Система отсчёта --- Способы описания движения --- Траектория. Путь. Перемещение --- Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Уравнение движения --- Примеры решения задач по теме «Равномерное прямолинейное движение» --- Сложение скоростей --- Примеры решения задач по теме «Сложение скоростей» --- Мгновенная и средняя скорости --- Ускорение --- Движение с постоянным ускорением --- Определение кинематических характеристик движения с помощью графиков --- Примеры решения задач по теме «Движение с постоянным ускорением» --- Движение с постоянным ускорением свободного падения --- Примеры решения задач по теме «Движение с постоянным ускорением свободного падения» --- Равномерное движение точки по окружности --- Кинематика абсолютно твёрдого тела. Поступательное и вращательное движение --- Кинематика абсолютно твёрдого тела. Угловая скорость. Связь между линейной и угловой скоростями --- Примеры решения задач по теме «Кинематика твёрдого тела»