Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающей среды – это его изменчивость. Движется все: люди и автомобили, облака на небе и звезды и Месяц, листья на деревьях в ветреный день и капли дождя. Движется кровь в кровеносных сосудах, сок в растениях, вода в реках.
Общим и характерным для всех этих явлений и процессов является следующее: меняется положение предметов (или тел, как говорят физики) относительно Земли и относительно друг друга с течением времени. Или идет пешеход, или пролетает самолет, с ними происходит один и тот же процесс: их положение относительно Земли со временем меняется.
Процесс смещения одного тела относительно другого называется механическим движением.
Механика – это наука о движении и взаимодействии тел, является разделом физики.
Научные основы современной механики были заложены выдающимся итальянским ученым Галилео Галилеем (1564-1672). Важной заслугой Галилея стало введение в физику научного эксперимента. Он исследовал законы свободного падения тел, движение тел, брошенных горизонтально, открыл закон инерции и сформулировал механический принцип относительности.
Исследования Галилея и других ученых XVII в. были завершены великим английским ученым Исааком Ньютоном. Механику, в основе которой лежат законы Ньютона, называют классической механикой.
В начале ХХ в. А. Эйнштейн (1879 – 1955) показал, что законы Ньютона, как любые другие физические законы, не являются абсолютно точными. Они хорошо описывают движение больших (макроскопических) тел при условии, что они движутся со сравнительно небольшой скоростью (значительно меньшей скорости света). Законы движения тел со скоростями, приближающимися к скорости света, описываются законами релятивистской механики (теории относительности).
Изучить движение тела - означает установить, как меняется его положение с течением времени. Итак, основная задача механики - определить положение тела в любой момент времени.
Предметом изучения учебной дисциплины «Механика» являются явления природы и работа различных механизмов, созданных человеком, в которых наблюдается наиболее простая форма движения материи – механическое движение, его свойства и закономерности.
Данная учебная дисциплина является базовой для изучения и усвоения фундаментальных знаний по физике, овладение основными понятиями, принципами и подходами к пониманию сущности физических процессов. Эти навыки необходимы для формулирования как общих, так и конкретных физических моделей, разработки методов исследования физических явлений, что является необходимым моментом формирования специалиста в области прикладной физики.
Целью преподавания дисциплины является получение базовых знаний по механике и ознакомление с основными понятиями, определениями, задачами классической механики и элементарной теории относительности, а также методами и подходами к решению задач.
Задачами изучения учебной дисциплины являются:
- овладение теоретическими основами кинематики, специальной теории относительности, динамики материальной частицы и системы материальных частиц, динамики твердого тела и теории колебаний;
- усвоение таких понятий как работа, потенциальная и кинетическая энергия, а также законов преобразования энергии;
- овладение навыками практического использования усвоенных знаний, методов и подходов к решению элементарных задач механики и специальной теории относительности;
- построение целостного представления о структуре физической теории и понятийный аппарат, который при этом используется.
В результате изучения учебной дисциплины «Механика» студент должен:
-- Знать:
- основные понятия, определения и базовые законы классической механики и элементарной теории относительности;
- границы применимости и справедливости законов классической механики;
- методы и подходы к решению элементарных задач механики и специальной теории относительности, построения моделей механических явлений на основе понятийного аппарата классической механики и специальной теории относительности.
-- Уметь:
- самостоятельно определять кинематические характеристики движений материальных точек и тел;
- самостоятельно определять движение тел (записывать уравнение движения), используя законы Ньютона и законы сохранения;
- самостоятельно применять понятия работы и энергии для решения конкретных задач механики;
- самостоятельно исследовать движение тел в поле центральных сил, решать задачи гравитационного взаимодействия;
- самостоятельно решать задачи для тел, движущихся со скоростями, приближающимися к скорости света, определять комплекс всех механических величин в таких случаях;
- самостоятельно описывать проблемы, которые возникают при исследовании динамического поведения абсолютно твердых тел;
- самостоятельно описывать колебательное движение материальных точек и систем в случае, как свободных, так и вынужденных колебаний.
Если Вы изучаете курс «Механика» и Вам необходима помощь в подготовке контрольных и других видов работ обращайтесь в компанию ИЦ «KURSOVIKS».
