Читайте также:
|
В широком смысле механика изучает механическое движение материи, тел и происходящие при этом взаимодействия между ними. Под механическим движением понимают изменение с течением времени взаимного положения тел или их частиц в пространстве; в природе - это движение небесных тел, колебания земной коры, воздушные и морские течения и т.п. Возникновение механики и ее развитие связаны с нуждами практики. Первые дошедшие до нас трактаты по механике появились в Древней Греции - это натурфилософские сочинения Аристотеля (IV в. до н.э.), который ввел в научный оборот термин «механика».
Разделы механики:
• Статика. Научные основы статики (теория рычага, сложение параллельных сил, учение о центре тяжести, начала гидростатики и др.) разработал Архимед (III в. до н.э.)
• В XVII в. были созданы научные основы динамики.
Большое влияние на развитие механики оказали гелиоцентрическое учение Н. Коперника (XVI в.) и открытие И. Кеплером законов движения планет (начало XVII в.). Основоположником динамики считают Г. Галилея, который получил решение задачи о движении тела под действием силы (закон равноускоренного падения).
Создание основ классической механики завершается трудами И. Ньютона, сформулировавшего в 1687 г. главные ее законы и открывшего закон всемирного тяготения. В XVII в. были установлены и два исходных положения механики сплошной среды - закон вязкого трения в жидкостях и газах (Ньютон) и закон, выражающий зависимость между напряжениями и деформациями в упругом теле (Р. Гук).
В XVIII в. интенсивно развиваются аналитические методы решения задач механики, основывающиеся на использовании дифференциального и интегрального исчислений.
В XIX в. продолжается интенсивное развитие всех разделов механики: теория устойчивости равновесия и движения А.М.Ляпунова, теория автоматического регулирования И.А. Вышнеградского. Доказанная Г. Кориолисом теорема о составляющих ускорения послужила основой динамики относительного движения. Кинематикаво второй половине XIX в. выделилась в самостоятельный раздел механики. Развитие получила и механика сплошной среды. В XX в. интенсивно развиваются новые области механики - теория нелинейных колебаний (А. Ляпунов и А. Пуанкаре), механика тел переменной массы и динамика ракет.
Основные положения классической механики
◊ материальная точка — объект пренебрежимо малых размеров, имеющий массу. Это понятие применимо, когда тело движется поступательно или в изучаемом движении можно пренебречь вращением тела вокруг его центра масс;
◊ абсолютно твердое тело — тело, у которого расстояние между двумя любыми точками всегда остается неизменным; это понятие применимо, когда можно пренебречь деформацией тела;
◊ сплошная изменяемая среда; это понятие применимо, когда при изучении движения изменяемой среды (деформируемого твердого тела, жидкости, газа) можно пренебречь молекулярной структурой среды.
Выделяют механику материальной точки, механику системы материальных точек, механику абсолютно твердого тела и механику сплошной среды.
Механика сплошной среды подразделяется на теорию упругости, теорию пластичности, гидродинамику, аэродинамику, газовую динамику и др. В каждом из указанных разделов в соответствии с характером решаемых задач выделяют: статику - учение о равновесии тел под действием сил, кинематику — учение о геометрических свойствах движения тел, динамику - учение о движении тел под действием сил.
В основе классической механики лежат три закона механики Ньютона:
• всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние;
• изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит в направлении той прямой, по которой эта сила действует: F = am, где F - действующая сила, α — ускорение, т - масса тела;
• действию всегда есть равное и противоположное противодействие, т.е. взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.
В классической механике пространство принимается трехмерным, время - однонаправленным, одномерным и не зависящим от пространства. Для описания пространства используют введенную Р. Декартом координатную систему. При этом принимается, что все в мире состоит из атомов. В рамках этих представлений движение описывается как перемещение в пространстве по непрерывным траекториям в соответствии с законами механики Ньютона. Одно из центральных мест в классической механике занимает принцип относительности Г. Галилея, суть которого составляют два положения: 1) движение относительно (оно воспринимается по-разному наблюдателем в помещении под палубой корабля и наблюдателем, который смотрит на корабль с берега); 2) физические законы, управляющие движением тел в этом помещении, не зависят от того, как движется корабль (если только это движение равномерно).
Основные проблемы изучения макромира:
• Управляемый ядерный синтез
• Высокотемпературная и комнатнотемпературная сверх проводимость
• Металлический водород
• Двухмерная электронная жидкость
• Некоторые вопросы физики твердого тела
• Фазовые переходы второго родаи родственные им
• Физика поверхности. Кластеры
• Жидкие кристаллы
• Фуллерены. Нанотрубки
• Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях
• Нелинейная физика. Турбулентность.Солитоны.Странные аттракторы
• Разеры.Глазеры. Сверхмощные лазеры
• Сверхтяжелые элементы.Экзотические ядра.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 47 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |