1.Введение

Простейший вид движ. в прир. - мех. движ., состоящее в изменении взаимного располож. тел или их частей в пр-ве с теч. времени.

Мех-ка – раздел физ., занимающийся изучением закономерности мех. движ.

Если движ. макроскопич. тел совершается со скоростями во много раз меньше ск-ти света в вакууме, то такая мех-ка наз. классич., или Ньютоновской, т.к. в основе класс. мех. лежат законы Ньютона.

Закономерности движ. тел со скоростями, близкими к v света в вакууме, явл. предметом релятивистской мех-ки.

Законы движ. микрочастиц (электронов в атомах, молекулах, кристаллах) явл. предметом квантовой мех-ки.

Класс. мех-ка сост. из 3 осн. разделов: 1)статики; 2)кинематики; 3)динамики

В статике рассм. законы сложения сил и условия равновесия тел.

В кинематике дается матем. описание всевозможных видов движ. без рассмотрения причин, обеспечивающих появление каждого конкретного вида движ.

В динамике изучается влияние взаимодействия между телами на их мех. движение.

При описании реального движ. тел в мех-ке используют упрощенные модели, напр. матер. точка(м.т.), абс. тв. тело, абс. упругое тело и др.

М.т. наз. тело, размеры и форма которого несущественны в условиях данной задачи.

Любое протяженное тело или сист. таких тел, образующих исследуемую сист., можно рассм. как сист. м.т. Для этого необходимо протяженное тело разбить на сист. м.т. пренебрежимо малых по сравнению с размерами самих тел.

Для описания любого тела наблюдатель должен выбрать сист. отсчета, под кот. понимают тело отсчета, реальное или воображаемое, и связанную с ним сист. коорд., а также опред. способ измерения времени.

(Рис.)

Это позволяет наблюдателю устанавливать положение изуч. объекта М(м.т.) по отношениию к сист. отсч. в любой момент t. Выбор сист. коорд. произволен и определяется условиями задачи.

Для описания движ. м.т. использ. 3 способа задания движения: векторный, координатный, естественный, или траекторный.

При вект. способе - на теле отсчета выбирается т.О – начало отсчета, из кот. в направлении движущейся т.М проводят радиус-вектор .

(Рис.)

При движении т.М модуль и направления изменяется, т.е. он явл. ф-ей времени.

Если вид ф-и известен, то ур-ние движ. т.М задано в вект виде. Конецописывает в пр-ве кривую, кот. наз.траекторией движущейся точки.

Закон движ. м.т. в вект. форме имеет вид или, гдеединичный вектор в направлении.

В случае коорд. способа - с телом отсчета связывают сист. коорд., позволяющую каждой точке пространства сопоставить 3 числа, кот. наз. координатами точки. Наиб. распространенной явл. прямоуг. декарт. сист. коорд. В ПДСК положение матер. т.М определяется 3-мя коорд. – x, y, z.

При движении точки эти коорд. применяются во времени и движение точки описывается 3-мя параметрическими(кинетич.) ур-ниями. x = x(t), y = y(t), z = z(t).

(Рис.)

Где единичн. Векторы соотв. коорд. осей.

Параметрич. ур-ния представляют собой коорд. форму записи закона движ. точки. Если т. движется по плоскости, то остаются 2 ур-ния, если движ. в одном направлении – одно. В различных сист. отсчета законы движ. одной и той же м.т. имеют различный вид.

Любое свободное тело, не подвергающееся внешним воздействиями, не может нах-ся в состоянии покоя, но всегда можно найти такую сист. отсчета, по отношению к кот. пр-во явл. однородным и изотропным, а время однородным. Такая сист. отсчета наз. инерциальной.

В инерц. сист. отсчета всякое свободное движ. происходит с постоянной по величине и направлению скоростью. Этот вывод явл. содержанием 1-го зак. Ньютона, кот. гласит: всякое свободное тело нах-ся в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Если наряду с имеющейся у нас инерц. сист. отсчета ввести другую сист. отсчета, движущуюся относительно первой прямолинейно и равномерно, то законы свободного движения в этой новой сист. будут теми же, что и по отношению к первоначальной сист. Это говорит о том, что сущ. не одна, а бесконечное мн-во инерц. сист. отсчета, связанных с м.т-ми и движ друг относит друга прямолин. и равномерн.