Что такое механика?
"Древние рассматривали механику двояко:
как рациональную (умозрительную), развиваемую точными доказательствами, и как практическую.
К практической механике относятся все ремесла и производства, именуемые механическими, от
которых получила свое название и сама механика".
Исаак Ньютон
Механика - это наука о движении материальных тел и о связанных с их движением взаимодействиях между ними. При этом
исследуются те взаимодействия, в результате которых меняется характер движения или происходит деформация тел.
Механика изучает движение небесных тел и летательных аппаратов, всевозможных машин и механизмов,
атмосферные и океанические течения,
движение жидкостей и газов в технических системах и природных условиях, поведение плазмы, намагничивающейся или
поляризующейся среды в магнитных и электрических полях, деформацию тел, прочность и устойчивость строительных
и технических сооружений, движение крови по сосудам и воздуха в дыхательных путях.
В основе классической механики лежат законы Ньютона, которые описывают движение материальных тел с малыми по сравнению со
скоростью света скоростями. Релятивистская механика изучает движение тел с околосветовыми скоростями, а квантовая механика -
движение и взаимодействие элементарных частиц.
В механике выделяют следующие разделы:
- кинематика (учение о геометрических свойствах движения тел без учета их масс и действующих на них сил);
- статика (учение о равновесии материальных тел под действием приложенных сил);
- динамика (учение о движении тел под действием сил).
В механике вводится ряд абстрактных понятий, отражающих свойства реальных тел:
- материальная точка (тело, размерами которого можно пренебречь);
- абсолютно твердое тело (тело, расстояние между произвольными точками которого остается неизменным);
- сплошная среде (тело, дискретной атомной или молекулярной структурой которого можно пренебречь).
Если тело движется поступательно или же вращением его относительно центра масс в условиях рассматриваемой задачи
можно пренебречь, тело рассматривается как материальная точка. Если можно пренебречь деформацией тела, то его
следует считать абсолютно твердым недеформируемым. Жидкости, газы и деформируемые твердые тела можно
рассматривать как сплошные среды, частицы которых непрерывным образом заполняют весь объем, занятый средой. В таком случае для
исследования движения среды можно использовать аппарат высшей математики, разработанный для непрерывных функций.
Уравнения, описывающие поведение сплошной среды, следуют из фундаментальных законов природы - законов сохранения массы,
импульса и энергии.
Механика сплошных сред содержит целый ряд самостоятельных разделов - аэро- и гидродинамику, теорию упругости и пластичности,
газовую динамику и магнитную гидродинамику, динамику атмосферы и океана, физико-химическую механику материалов, механику композитов, биомеханику, космическую гидроаэромеханику.
|