В чем состоит основная задача механики?

В развитии естествознания ведущую роль сыграла и до сих пор играет классическая механика, или механика Ньютона. В ее рамки укладывается объяснение множества физических явлений и процессов, проходящих в земных и внеземных условиях. Многие методы научных исследований сформированы именно на ее основе. Суть механистического мировоззрения, господствовавшего в науке практически до начала ХХ века, сводится к объяснению всех физических процессов движением и взаимодействием тел и частиц. То есть механика – это наука о движении тел.

Концепция Ньютона, кратко выраженная Энштейном, гласила: физическая реальность определяется факторами времени, пространства, материальной точки и силой, т. е. взаимодействием материальных точек. Основная задача механики, таким образом, сводилась к изучению физических событий, под которыми понималось движение и взаимодействие в пространстве материальных точек, происходящее по неизменным законам.

В современной трактовке область применения классической механики – взаимодействие тел с относительно медленным движением (многократно меньше скорости света). «Классические» понятия пространства, времени, силы, массы и т. п. остались неизменными, основные законы механики действуют и не будут опровергнуты, пока существует наука.

Видео: Happy Wheels (хэппи вилс) - Останки довакина

Давайте вспомним главные понятия механики. Это механическое движение – так называется изменение положения данного тела по отношению к другим телам в пространстве и во времени (примером может служить движение транспорта, часовой стрелки, небесного тела, молекулы), относительность движения – тело движется относительно одних тел и может быть неподвижным относительно других. Пример – водитель автомобиля движется относительно пешеходов и неподвижен относительно корпуса машины. Поэтому существует понятие тела отсчета – так называется тело, относительно которого происходит движение.

Система координат определяет расположение тела или точки в пространстве. Движение может происходить по прямой, в плоскости или в пространстве. Соответственно изменяются одна, две или три его координаты. Основная задача механики сводится к определению координаты тела в определенный (любой) момент. При этом под координатой понимается расстояние от точки отсчета по соответствующей оси. Кроме того, следует учитывать, что движение осуществляется в определенном временном промежутке, т. е время является также одной из исходных величин.

Таким образом, систему отсчета, в которой решается основная задача механики, составляют система координат и часы. Любое движение происходит не само по себе, а относительно выбранной нами системы отсчета. Зная, как изменяется координата тела во времени, можем узнать положение данного тела (точки) в любой нужный нам момент.

Основная задача механики сводится, таким образом, к определению положения тела (его координаты) в любой нужный нам момент времени.

Видео: Happy Wheels (хэппи вилс) - Голова Глюку Лишняя

Каждое тело имеет свои определенные размеры. При поступательном движении все его точки движутся по одной траектории, и нет нужды описывать движение всех точек. Как же определить его координаты? В определенных условиях (если размеры тела многократно меньше проходимого им расстояния) его размерами можно пренебречь и считать тело материальной точкой. Например, при движении Земли по орбите наша планета может быть принята за материальную точку. При изучении же процессов, происходящих на поверхности Земли, ее никак нельзя считать таковой. Т. е. в механике под материальной точкой подразумевается тело, размерами которого можно пренебречь.

Путь – это расстояние, которое проходит точка вдоль траектории. Перемещение – вектор (направленный отрезок), соединяющий два положения тела, начальное и конечное.

Кроме того, движение не всегда бывает поступательным. Если части тела движутся по разным траекториям, такое движение можно рассматривать как вращение вокруг определенной оси. Любое движение в механике является совокупностью поступательных и вращательных движений.