Часть 1 МЕХАНИКА

Раздел 1 КИНЕМАТИКА

1.1. Механика. Система отсчета. Материальная точка

Механика - это наука о простейшую форму движения тел (механическое движение, или перемещение). Движение в широком философском понимании - это изменение вообще, любое изменение или процесс: физический, химический, биологический и т.д.

Под механическим движением понимают изменение положения тела с течением времени относительно другого тела или системы тел, условно считают неподвижными. Такую систему тел вместе с часами называют системой отсчета. Часами может быть любой периодический процесс: колебания маятника, вращения Земли, электромагнитные колебания и др.

Для строгого математического описания движения с системой отсчета связывают систему координат, например декартову. Между системой отсчета и системой координат есть существенное различие. Систему отсчета образуют реальные тела, а система координат является математической абстракцией. Для того чтобы описать движение, умовимось, относительно какого другого тела (или группы неподвижных друг относительно друга тел) будет отчисляться перемещения определенного тела. Выбранное для этого тело (или группа тел) образует вместе с часами систему отсчета.

Координаты тела определяют его положение в пространстве. Поскольку тело движется как в пространстве, так и во времени, для описания движения нужно также отсчитывать время.

Имея координатную систему, что связана с выбранным телом отсчета и часами, можно приступать к описанию движения тела.

Тело, деформациями которого в условиях решение задачи можно пренебречь, называют абсолютно твердым.

Тело, размерами которого в условиях определенной задачи можно пренебречь, называют материальной точкой.

Можно определенное конкретное тело считать материальной точкой или нет - это зависит не от размеров самого тела, а от условия задачи. То же тело в одних условиях можно считать материальной точкой, а в других его надо рассматривать как такое, что имеет протяженность.

Любое движение твердого тела можно разложить на два главных вида - поступательное и вращательное.

Поступательное движение - это такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, что движется, остается параллельной сама себе.

При вращательном движении все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения. Ось вращения может быть вне тела. Далее под движением будем понимать механическое движение, а под телом - материальную точку. Линию, что ее описывает во время движения материальная точка, называется траекторией. По форме траектории движения разделяют на прямолинейные и криволинейные. Расстояние, которое отчислено вдоль траектории, называют пройденным путем.

Механику разделяют на три раздела: кинематику, статику и динамику. Кинематика изучает движение тел без учета причин, обусловливающих это движение. Статика рассматривает условия равновесия тел. Динамика изучает движение тел в связи с теми причинами (взаимодействиями между телами), которые порождают тот или иной характер движения. Поскольку равновесие - частный случай движения, законы статики вытекают из законов динамики.