Предмет и основная задача механики

Мир, в котором мы живем, материален. Мы так говорим потому, что всё, существующее в этом мире,– это материя. Материя имеет две формы существования: вещество и поле. Облака в небе, горы, почва, растения и воздух состоят из веществ, а свет, радиоволны – это поля. Вся материя постоянно изменяется (облака сгущаются и проливается дождь, вода стекает в ручейки и речушки, разрушаются горные породы, желтеют листья на деревьях). Изменения материи называются движением. Выделяют несколько видов движения материи: механическое, тепловое, атомное, химическое, биологическое и другие виды движения материи. Мы будем изучать самый простой вид – механическое движение.

Вы уже знаете, что механическим движением называется изменение положения одних тел по отношению к другим с течением времени. Раздел физики, который изучает такое движение, называется механикой.

Основы механики были заложены в 17-18 веках итальянским физиком Галилео Галилеем (Слева) и английским физиком Исааком Ньютоном (справа). Закономерности, раскрываемые механикой, лежат в основе многих современных технологических процессов: добыча и обработка полезных ископаемых, произ-водство самолетов или конфет; проектирование механизмов и машин, расчет траектории полетов космических кораблей и запуск спутников связи на орбиту, транспортировка людей, грузов и т.д. невозможно без знаний в области механики. Законы механики дают возможность не только описать характер движения тела, но и объяснить причины движения тел. Эти знания позволяют прогнозировать характер движения новых транспортных средств, моделировать ситуации аварий, техногенных катастроф, тем самым предотвращать их наступление.

Основной задачей механики (ОЗМ) является определение положения движущегося тела в пространстве в любой момент времени. Например, при освоении космоса, совершенно необходимым является знание о том, где будет находиться космический корабль в тот или иной момент времени. Не менее остро стоит такая же задача для диспетчеров авиатранспорта. Вам может показаться, что такую задачу решает компьютер. Так причем же здесь физика? А вот причем. Физика (механика) учитывает особенности тела, действие на него других тел, условия движения, и затем на основе законов механики устанавливает, как будет двигаться тело, по какой траектории, в какой точке окажется это тело в конкретный момент времени. И только, если эти знания занесены в программу для компьютера, он решит поставленную задачу.

Физику называют точной наукой, т.к. ее инструментом является измерение, с помощью которого устанавливается числовая характеристика свойств тела, процесса, явления, т.е. значение физической величины. Например, сила характеризует взаимодействие тел, скорость – быстроту движения тела. Значения физических величин определенным образом зависят от других физических величин. Пройденный путь зависит от времени движения, а архимедова сила от объема тела. Устойчивую связь и отношения (определенный вид зависимости) между определенными физическими величинами называют физическим законом. Устойчивым такое соотношение будет в том случае, если оно проявляется постоянно при выполнении условий, при которых они устанавливались. Например, если тело двигается с постоянной скоростью, то путь прямо пропорционален времени движения; при небольшой нагрузке на пружину сила упругости, в ней возникающая, прямо пропорциональна удлинению пружины. Здесь приведены примеры закона прямолинейного равномерного движения и закон Гука.

Наука не может изучать все случаи, все разнообразие и сложность движений. В таком случае точные науки прибегают к методу моделирования. Он состоит в том, что вместо реальных сложных объектов применяют их упрощенные модели-заместители. Модель хороша тем, что в ней есть самые главные особенности от реального объекта, а всё лишнее, усложняющее задачу, не учитывается. Модель Земли – глобус дает нам представление об общих чертах континентов, океанов, их взаимном расположении и т.д. Но глобус не учитывает сложную форму Земли, наличие магнитного поля, вращение вокруг Солнца и многое другое.

В физике есть свои модели или идеальные объекты. Например, материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник.

Поиск по сайту: