Движение (механика)

Механическое движение - изменение взаимного расположения тел или их частей в пространстве с течением времени. Раздел физики, изучающий закономерности механического движения, называется механикой. В большинстве случаев под механикой понимают классическую механику, в которой изучают движение микроскопических тел, движущихся со скоростями, во много раз меньше скорость света в вакууме. В основах классической механики лежат законы Ньютона. Поэтому ее часто называют ньютоновской механикой. Закономерность движения тел со скоростью близкой к скорости света в вакууме изучает релятивистская механика, а закономерности движения микрочастиц (например: электронов, атомов, молекул, и т.д.) - квантовая механика.

Примеры механического движения

1. Разделы классической механики

Классическая механика состоит из трех основных разделов - статика, кинематика и динамика. В статистике рассматривают условия сложение сил и законы равновесия тел. В кинематике дается математическое описание возможных видов механического движения, не рассматривая те причины, которые обеспечивают осуществление каждого конкретного вида движения. В динамике изучают влияние взаимодействия между телами на их механическое движение.


2. Упрощенные модели в механике

Механические свойства тела определяются их химической природе, внутренней структурой и состоянием, рассмотрением которых занимается не механика, а другие разделы физики. Поэтому для описания реальных тел в механике пользуются, в зависимости от каждой конкретной задачи, различными упрощенными моделями: материальная точка, абсолютно твердое тело, Абсолютно упругое тело, абсолютно неупругое тело и прочее.


2.1. Материальная точка

Материальной точкой называют тело, формы и размеры которого не важны в условиях данной задачи. Любое протяженное тело или система таких тел, составляющих исследуемую механическую систему, можно рассматривать как систему материальных точек. Для этого все тело системы нужно мысленно разбить на такое количество частиц, чтобы размеры каждой были очень малыми по сравнению с размерами самих тел.

2.2. Абсолютно твердое тело

Абсолютно твердым телом называется тело, деформацией которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Расстояние между любыми двумя точками абсолютно твердого тела не изменится при любом воздействии. Абсолютно твердое тело можно рассматривать как систему материальных точек, жестко связанных между собой.

2.3. Абсолютно упругое тело

Абсолютно упругим телом называется тело, деформация которого происходит законом Гука. После окончания действия внешних сил такое тело полностью восстанавливает свои первоначальные размеры и форму.

2.4. Абсолютно неупругое тело

Абсолютно неупругим телом называется тело, которое после окончания действия внешних сил полностью сохраняет состояние вызвано этими силами.

3. Способы задания механического движения материальной точки

3.1. Векторный способ

Если у нас есть точка А и система отсчета с началом отсчета в точке О, тогда движение частицы можно представить как зависимость радиус-вектора \ Overrightarrow {O A} \ от времени: \ Vec r \ = \ Vec r (t) \

3.2. Координатный способ

Если у нас есть точка А, система отсчета и связанная с ней система координат, тогда движение частицы можно представить как зависимость каждой координаты точки от времени. Например для прямоугольной декартовой системы координат :

\ Begin {cases} x = x (t) \ \ y = y (t) \ \ z = z (t) \ \ \ end {cases}

3.3. Траекторийний способ

Если у нас есть точка А, которая движется по известной нам траектории, тогда положение точки А можно однозначно показать с помощью одного числа - длины траектории от точки на траектории которую мы назовем начало отсчета, до точки A.

Источники

  • Сивухин Д.В. Общий курс физики. - Издание пятое, стереотипное. - М.: Физматлит, 2006. - Т. I. Механика. - 560 с.
  • "Справочник по физике" / Под ред. Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. - М.: "Наука", 1980. - 507 с.