Розділ механіки, який досліджує закони і причини, що викликають рух тіл, тобто вивчає рух матеріальних тіл під дією прикладених до них сил.
В основі класичної (ньютонівської) механіки лежать три закони динаміки, сформульовані Ньютоном в 1687г.
Закони Ньютона (як і всі інші фізичні закони) виникли в результаті узагальнення великої кількості досвідчених фактів. Правильність їх (хоча і для дуже великого, але все ж обмеженого кола явищ) підтверджується згодою з досвідом тих наслідків, які з них випливають.
Ньютоновская механіка досягла протягом двох століть таких величезних успіхів, що багато фізиків 19в. були переконані в її всемогутності. Вважалося, що пояснити будь-яка фізична явище означає звести його механічному процесу, що підкоряється законам Ньютона. Однак з розвитком науки виявилися нові факти, які не вкладалися в рамки класичної механіки. Ці факти отримали своє пояснення в нових теоріях - спеціальної теорії відносності (СТО) і квантовій механіці.
В СТО, створеної Ейнштейном в 1905р. піддавалися радикального перегляду ньютонівські уявлення про простір і час. Цей перегляд привів до створення релятивістської механіки ( «механіки великих швидкостей»). Нова механіка не привела, однак, до повного заперечення старої ньютонівської механіки. У межі при швидкостях малих порівняно зі швидкістю світла рівняння релятивістської механіки переходять в рівняння класичної механіки.
Таким чином, класична механіка увійшла в релятивістську механіку як її окремий випадок і зберегла своє колишнє значення для опису рухів, що відбуваються зі швидкостями значно меншими швидкості світла (v< Аналогічно йде справа і з співвідношенням між класичною і квантовою механікою, яка виникла в 20 х роках ХХ ст. в результаті розвитку фізики атома. Рівняння квантової механіки також дають в межі (для мас багато великих в порівнянні з масами атомів) рівняння класичної механіки. Отже, класична механіка увійшла і в квантову механіку як її граничного випадку. Таким чином, розвиток науки витратило не перекреслило класичну механіку, а лише показало її обмежену придатність. Класична механіка, грунтуючись на законах Ньютона, є механікою тел великих (в порівнянні з масою атомів) мас, що рухаються з малими (в порівнянні зі швидкістю світла) швидкостями. 3.1. I закон Ньютона (закон інерції). ВИЗНАЧЕННЯ: Будь-яке тіло знаходиться (зберігає) в стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки вплив з боку інших тіл не змусить його змінити цей стан. Властивість тіл зберігати стан спокою або рівномірного прямолінійного руху називається інерцією. Досвід показує, що при однаковому впливі різні тіла по-різному змінюють свою швидкість. Іншими словами, однакові дії викликають у різних тел різні прискорення. Отже, величина прискорення, що купується тілом, залежить не тільки від величини впливу, а й від деякого власного властивості тіла. Це властивість тіла характеризують фізичною величиною, званої масою. ВИЗНАЧЕННЯ: Маса тіла - це фізична величина, що характеризує міру інерції тіла. Маса тіла - це, перш за все, його властивість відгукуватися певним прискоренням на дію певного впливу (сили). Зауваження. Різниця понять (термінів): «інерція» і «інертність». Обидва ці терміни означають властивості тіл, які проявляються в інерційних системах відліку. Але ... 1. Властивість «інерції» полягає в тому, що тіла при відсутності зовнішніх впливів зберігають швидкість свого руху незмінною (включаючи і випадок = 0). Інерцією володіють будь-які тіла, але для неї не вводиться ніякої кількісної міри. Інерція - неізмеряемих властивість. 2. Властивість «інертності» полягає саме в зміні швидкості тел (в появі прискорення) під дією зовнішніх сил. Різні тіла по-різному змінюють свої швидкості під дією однієї і тієї ж сили, тобто властивість інертності у них неоднаково. Інертність - властивість вимірюється. Маса і є мірою, кількісною характеристикою цієї властивості. Перший закон Ньютона виконується не у всякій системі відліку. Як відомо, характер руху залежить від вибору системи відліку. Розглянемо дві системи відліку, що рухаються одна відносно одної з деяким прискоренням. Якщо щодо однієї з них тіло покоїться, то щодо іншого воно, очевидно, буде рухатися з прискоренням. Отже, I закон Ньютона не може одночасно виконуватися в обох системах. ВИЗНАЧЕННЯ: Система відліку, в якій виконується I закон Ньютона, називається інерціальній. Сам закон називають іноді законом інерції. Система відліку, в якій I закон Ньютона не виконується, називається неінерціальної системою відліку. Інерційних систем відліку існує безліч. Будь-яка система відліку, що рухається щодо деякої системи відліку прямолінійно і рівномірно (= const) буде також інерціальній. Дослідним шляхом встановлено, що геліоцентрична система відліку (тобто система відліку, центр якої суміщений з Сонцем, а осі направлені на відповідним чином обрані зірки) є інерціальній. Строго кажучи, система відліку, пов'язана із Землею не є інерціальній, тому що рухається з прискоренням відносно геліоцентричної системи (Земля рухається відносно Сонця по криволінійній траєкторії і здійснює обертання навколо своєї осі). Однак прискорення такої системи настільки мало, що в більшості випадків її можна вважати практично інерційної. Приклад. 1. доцентровийприскорення добового обертання екваторіальних областей земної поверхні становить близько 0,03 м / с 2. 2. доцентровийприскорення річного обертання Землі навколо Сонця не перевищує 0,001 / с 2. Аналіз неінерційних рухів призводить до висновку, що зовнішньою причиною неінерціальна руху тіл в інерціальній системі відліку завжди є вплив на нього з боку інших об'єктів. Для характеристики цього впливу вводиться поняття сили. ВИЗНАЧЕННЯ: Сила - фізична величина, що характеризує вплив, який чиниться на тіло з боку інших тіл, в результаті якого тіло набуває прискорення і є кількісною мірою цього впливу. Сила - величина векторна і направлена так само, як вектор викликається цією силою прискорення.Схожі статті