Основное утверждение механики, Основное утверждение механики
После этого перейдем к количественной формулировке законов механики. Существует и четырёхмерное релятивистское обобщение второго закона Ньютона. В странах Ближнего Востока были известны все так называемые «простые машины»: рычаг, наклонная плоскость, блок, клин, винт. Механика — достаточно сложная наука.
Первый з-н Ньютона закон закон Первый з-н Ньютона инерции : существуют существуют инерции : системы отсчёта, называемые системы отсчёта, называемые инерциальными, инерциальными, относительно которых относительно которых свободные тела движутся свободные тела движутся равномерно и прямолинейно. Закрепление 1. Каким законам подчиняется 1.
Каким законам подчиняется движение всех окружающих нас движение всех окружающих нас тел? С помощью каких приборов 2. С помощью каких приборов Ньютон открыл свои законы? Ньютон открыл свои законы? Что было главным при 3. Что было главным при формулировании этих законов? Как рассматривается любое 4. Как рассматривается любое движение? Как определяет кинематика 5. Как определяет кинематика системы отсчёта? Ачто рассматривает динамика? Что заставляет любое тело 7. Что заставляет любое тело двигаться?
Что изменяет скорость 8. Что изменяет скорость предмета? В чём состоит основное 9. В чём состоит основное утверждение механики? Какие условности приняты Какие условности приняты для законов механики? Сформулировать первый Сформулировать первый закон Ньютона закон Ньютона. Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта.
Вы можете сообщить о нарушении. Скачать материал. Сведения об организации Договор-оферта Проверка документов Обратная связь Рекламодателям Сообщить о нарушении Центр поддержки. Второй закон Ньютона на основе эмпирических фактов постулирует связь между величиной силы, ускорением тела и его инертностью характеризуемой массой.
В математической формулировке второй закон Ньютона чаще всего записывается в следующем виде:. При записи закона в такой форме, как и ранее, полагают, что масса материальной точки неизменна во времени [9] [10] [11].
Второго закона Ньютона недостаточно для описания движения частицы. Третий закон Ньютона уточняет некоторые свойства введённого во втором законе понятия силы. Им постулируется наличие для каждой силы, действующей на первое тело со стороны второго, равной по величине и противоположной по направлению силы, действующей на второе тело со стороны первого. Наличие третьего закона Ньютона обеспечивает выполнение закона сохранения импульса для системы тел.
Закон сохранения импульса является следствием законов Ньютона для замкнутых систем то есть систем, на которые не действуют внешние силы или равнодействующая внешних сил равна нулю.
Фундаментальной основой данного закона служит свойство однородности пространства , а взаимосвязь закона сохранения импульса и данного свойства выражается [5] теоремой Нётер. Закон сохранения энергии является следствием законов Ньютона для замкнутых консервативных систем то есть систем, в которых действуют только консервативные силы.
Фундаментальной основой данного закона служит свойство однородности времени , причём взаимосвязь закона сохранения энергии и данного свойства снова выражается [6] теоремой Нётер. Классическая механика также включает в себя описание сложных движений протяжённых неточечных объектов.
Распространение законов ньютоновой механики на такие объекты было в основном заслугой Л. Современная формулировка законов Эйлера также использует аппарат трёхмерных векторов. Позднее развивается аналитическая механика , основная идея которой — описание механической системы как единого объекта, использующее аппарат многомерной геометрии.
Есть две основные во многом альтернативные формулировки классической аналитической механики: лагранжева механика и гамильтонова механика. В этих теориях понятие «сила» отходит на второй план, а упор при описании механических систем делается на другие физические величины — такие, как энергия или действие. Приведённые выше выражения для импульса и кинетической энергии действительны только при отсутствии значительного электромагнитного вклада.
В электромагнетизме второй закон Ньютона для провода с током нарушается, если не учитывать вклад электромагнитного поля в импульс системы; такой вклад выражается через вектор Пойнтинга , поделённый на c 2 , где c — это скорость света в свободном пространстве.
Классическая механика зародилась в древности и начала формироваться в качестве самостоятельной отрасли, ранее других областей физики, главным образом в связи с проблемами, которые возникали при строительстве подъёмные и транспортные машины, пирамиды древнего Египта , ремесленном производстве, судоходстве и военном деле стенобитные и метательные машины.
В странах Ближнего Востока были известны все так называемые «простые машины»: рычаг, наклонная плоскость, блок, клин, винт. Однако от них не осталось никаких письменных записей.
В древнем Китае в I в. Первым из разделов механики, получившим развитие, стала статика , основы которой были заложены в работах Архимеда в III веке до н. Им были сформулированы правило рычага , теорема о сложении параллельных сил , введено понятие центра тяжести , заложены основы гидростатики сила Архимеда [12]. В дальнейшем её развил ученик Жана — епископ Альберт Саксонский [13]. Динамика как раздел классической механики начала развиваться только в XVII веке.
Его основы были заложены Галилео Галилеем , который первым правильно решил задачу о движении тела под действием заданной силы. На основе эмпирических наблюдений им были открыты закон инерции и принцип относительности. Помимо этого, Галилеем внесён вклад в зарождение теории колебаний и науки о сопротивлении материалов [14]. Христиан Гюйгенс проводил исследования в области теории колебаний, в частности изучал движение точки по окружности , а также колебания физического маятника.
В его работах были также впервые сформулированы законы упругого удара тел [14]. Заложение основ классической механики завершилось работами Исаака Ньютона , сформулировавшего в наиболее общей форме законы механики и открывшего закон всемирного тяготения.
Им же в году был установлен закон вязкого трения в жидкостях и газах [15]. Также в XVII веке, в году , был сформулирован закон упругих деформаций , носящий имя своего первооткрывателя Роберта Гука. Её методы для задачи о движении материальной точки были разработаны Леонардом Эйлером , которые заложили основы динамики твёрдого тела.
Разработку аналитических методов завершил Лагранж , которому удалось сформулировать уравнения динамики механической системы в наиболее общем виде: с использованием обобщённых координат и импульсов. Помимо этого, Лагранж принял участие в заложении основ современной теории колебаний [16]. Альтернативный метод аналитической формулировки классической механики основывается на принципе наименьшего действия , который впервые был высказан Мопертюи по отношению к одной материальной точке и обобщён на случай системы материальных точек Лагранжем.
В теории колебаний Раусом , Жуковским и Ляпуновым была разработана теория устойчивости механических систем. Кориолис разработал теорию относительного движения, доказав теорему о разложении ускорения на составляющие.
Во второй трети XIX века происходит выделение кинематики в отдельный раздел механики хотя впервые мысль о целесообразности такого выделении кинематики была высказана [17] ещё Эйлером в г. Особенно значительны в XIX веке были успехи в области механики сплошной среды [19]. Навье и Коши в общей форме сформулировали уравнения теории упругости. В работах Навье и Стокса были получены дифференциальные уравнения гидродинамики с учётом вязкости жидкости. Наряду с этим происходит углубление знаний в области гидродинамики идеальной жидкости: появляются работы Гельмгольца о вихрях , Кирхгофа , Жуковского и Рейнольдса о турбулентности, Прандтля о пограничных эффектах.
Сен-Венан разработал математическую модель , описывающую пластические свойства металлов. В XX веке интерес исследователей переключается на нелинейные эффекты в области классической механики.
Ляпунов и Анри Пуанкаре заложили основы теории нелинейных колебаний. Мещерский и Циолковский провели анализ динамики тел переменной массы. Из механики сплошной среды выделяется аэродинамика , основы которой разработаны Жуковским. В середине XX века активно развивается новое направление в классической механике — теория хаоса. Важными также остаются вопросы устойчивости сложных динамических систем, механика дискретных систем, теория гироскопических и инерциальных систем, теория механизмов и машин, механика тел переменной массы, механика деформируемого твёрдого тела, гидроаэродинамика, газовая динамика, неевклидова механика [20].
Предсказания классической механики становятся неточными для систем, скорость которых приближается к скорости света поведение таких систем должно описываться релятивистской механикой , или для очень малых систем, где действуют законы квантовой механики. Для описания поведения систем, в которых существенны и релятивистские, и квантовые эффекты, применяется релятивистская квантовая теория поля.
