Основная задача, структура и модели.

Основная задача классической механики состоит в определении механического состояния физического тела в любой момент времени. Механическим состоянием называют физическую ситуацию, которая однозначно определяет положение тела в пространстве, а также направление и быстроту его движения в данный момент времени (где находится, куда и как быстро движется). Классическая механика построена на принципе причинности: эволюция замкнутой системы во времени полностью определяется ее начальными координатами и скоростями.

Классическая механика состоит из трех частей: кинематики, динамики и статики. Кроме того, в нее, как и в другие разделы физики, входят законы сохранения, понятия о работе, мощности, коэффициенте полезного действия (КПД). Кинематика изучает геометрию механического движения и отвечает на вопрос «Как движется тело?». Динамика изучает причины данного вида движения или его изменения и отвечает на вопрос «Почему тело движется именно так, а не иначе?». Статика изучает условия равновесия (покоя) твердых тел и отвечает на вопрос «При каком условии тело не будет совершать механического движения?».

Для описания механического движения в классической механике реальное тело заменяют моделью: материальной точкой или абсолютно твердым телом. Материальная точка – это физическая модель для описания движения тела в случае, когда размерами и формой тела можно пренебречь по сравнению с расстоянием, которое проходит данное тело, или с расстоянием от тела до других тел. Материальная точка не имеет размеров, но обладает массой. Данную модель можно применять для описания поступательного или колебательного движения. Абсолютно твердое тело – это физическая модель, представляющая систему материальных точек, расстояние между которыми не изменяется с течением времени. Эту модель обычно применяют при описании вращательного движения тела.

Так как механическое движение является относительным, то для его описания применяют специальный инструмент, называемый «система отсчета». Системой отсчета называют совокупность тела отсчета, жестко связанной с ним системы координат и синхронизированных между собой часов для измерения времени. Системы отсчета бывают инерциальными и неинерциальными. Инерциальной называют систему отсчета, относительно которой тело сохраняет свою скорость постоянной (находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, то есть по инерции), если на него не действуют другие тела или действие со стороны других тел скомпенсировано. Неинерциальной называют систему отсчета, которая движется относительно инерциальной с ускорением. Идеальных инерциальных систем отсчета в природе не существует.

Вопросы: Какие физические величины определяют 1) положение тела в пространстве; 2) направление и быстроту движения? Привести примеры движения, когда Земля (или другое тело) 1) может и 2) не может быть принята за материальную точку. Привести примеры, когда система отсчета, связанная с Землей, является 1) инерциальной; 2) неинерциальной.

Дата добавления: 2015-07-07