Границы применимости классической механики

Лекция 2

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

(МУ) Основные задачи динамики. Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Масса, импульс, сила. Уравнение движения материальной точки. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Закон всемирного тяготения. Силы сопротивления.

(БУ) Интегрирование уравнений движения, роль начальных условий. Центр масс механической системы, закон движения центра масс. Движение тел с переменной массой. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского.

Границы применимости классической механики

В основе классической или ньютоновской механики лежат три закона динамики, сформулированные Ньютоном в 1687году. Эти законы возникли в результате обобщения большого количества опытных данных.

Классическая механика рассматривает движение тел больших масс (много больших масс атомов и молекул) с малыми скоростями (много меньшими скорости света с). Масса тела в классической механике считается постоянной величиной, не зависящей от скорости движения.

Ньютоновская механика достигла в течение двух столетий таких огромных успехов, что многие физики Х1Х столетия были убеждены в ее всемогуществе. Считалось, что объяснить любое физическое явление означает свести его к механическому процессу, подчиняющемуся законам Ньютона. Однако с развитием науки обнаружились новые факты, которые не укладывались в рамки классической механики. Эти факты получили свое объяснение в новых теориях – специальной теории относительности и квантовой механике.

В специальной теории относительности (релятивистской механике) рассматривается движение тел, движущихся со скоростями, близкими к скорости света . Уравнения релятивистской механики в пределе (для скоростей ) переходят в уравнения классической механики.

В начале ХХ столетия возникла квантовая механика, изучающая закономерности движения частиц в атомах и молекулах. Для масс, много больших масс атомов, уравнения квантовой механики переходят в уравнения классической механики.

Таким образом, развитие науки не перечеркнуло классическую механику, а лишь показало ее ограниченную применимость.

Динамика изучает движение тел в соответствие с причинами, его вызвавшими, т.е. рассматривает взаимодействие тел. Динамика решает два типа задач:

· зная закон движения данного тела, т.е. уравнения, определяющие положение тела в пространстве в любой момент времени, вычисляет силы, под действием которых это движение происходит;

· зная силы, действующие на данное тело или систему тел, определяет закон движения.

Дата добавления: 2015-07-17