|
Механика, mechanike (греч.)
-
искусство построения машин, раздел физики, научная дисциплина, изучающая простейшую, пространственную форму движения материи и связанные с движением тел взаимодействия между ними.
Любое физическое явление или процесс в окружающем нас материальном мире представляет собой закономерный ряд изменений, происходящих во времени и пространстве. Механическое движение, то есть изменение положения данного тела (или его частей) относительно других тел, – это простейший вид физического процесса. Механическое движение тел изучается в разделе физики, который называется механикой. Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени.
Одна из основных частей механики, которая называется кинематикой, рассматривает движение тел без выяснения причин этого движения. Кинематика отвечает на вопрос: как движется тело? Другой важной частью механики является динамика, которая рассматривает силы, действе одних тел на другие как причину движения. Динамика отвечает на вопрос: почему тело движется именно так, а не иначе?
Механика – одна из самых древних наук. Определенные познания в этой области были известны задолго до новой эры (Пифагор (VI век до н. э.), Аристотель (IV век до н. э.),
Архимед (III в. до н.э.)). Однако, качественная формулировка законов механики началась только в начале XVII века н. э.,
когда великий Галилео Галилей
открыл кинематический закон сложения скоростей и установил законы свободного падения тел.
Он открыл первый закон динамики. Через несколько десятилетий после Галилея французский ученый Рене Декарт и голландский физик Христиан Гюйгенс сформулировали второй и третий законы динамики.
В механику входят также такие разделы как небесная и квантовая механики. Первая изучает движения в космических масштабах, а вторая - в масштабах атома. В связи с качественным отличием
от макроскопических видов движения материи Квантовая механика определена к изучению в другим разделе физики - нанофизике, то есть физике, изучающей объекты размерами менее нанометра (10-9 м).
Кроме того отдельным разделом механики является раздел изучения энергетики механических движений, то есть закономерности передачи механической энергии от одного физического тела другому.
В технике и в окружающем нас мире часто приходится сталкиваться с периодическими (или почти периодическими) процессами, которые повторяются через одинаковые промежутки времени. Такие процессы называют колебательными. Колебательные явления различной физической природы подчиняются общим закономерностям. Например, колебания тока в электрической цепи и колебания математического маятника могут описываться одинаковыми уравнениями. Общность колебательных закономерностей позволяет рассматривать колебательные процессы различной природы с единой точки зрения.
Механическими колебаниями называются периодические (или почти периодические) изменения физической величины, описывающей механическое движение (скорость, перемещение, кинетическая и потенциальныая энергия и т. п.).
Если в какой-либо точке среды, в которой близко расположенные атомы или молекулы испытывают силовое воздействие, возбужден процесс механических колебаний, то этот процесс будет с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, распространяться от точки к точке. Так возникают механические волны. Примерами такого процесса являются звуковые волны в воздухе.
Как и колебания, волновые процессы различной физической природы (звук, электромагнитные волны, волны на поверхности жидкости и т. д.) имеют много общего. Распространение волн различной физической природы можно описывать с помощью одинаковых математических уравнений. В этом проявляется единство материального мира.
В связи с принципиальным отличием электромагнитных колебаний от механических, заключающегося в отсутствии движения масс в таких волнах, они будут изучаться в другом разделе физики - электромагнетизме.
| 
