Лекція 1 (2год)
Предмет механіки та його значення у сучасній техніці. Основні поняття, закони та аксіоми.
1. Предмет механіки та його значення у сучасній техніці
2. Основні поняття теоретичної механіки
3. Основні закони класичної механіки
4. Статика. Основне поняття статики
5. Аксіоми статики
1. Предмет механіки та його значення у сучасній техніці
Механіка – це наука про найпростіші форми руху матерії, що зводяться до простих переміщень або переходів фізичних тіл з одного положення чи стану у просторі й часі в інше положення чи стан внаслідок взаємодії між матеріальними тілами.
Механіка об’єднує комплекс дисциплін, що вивчають рух і взаємодію різних матеріальних тіл. Прикладна механіка (теоретична) - вивчає загальні питання руху та роботи механізмів і машин; гідромеханіка – вивчає рух і взаємодію рідин і тіл; теорія автоматичного керування – рух системи тіл, в яких формується взаємодія через від’ємний зворотний зв'язок та інтелектуальні штучні закони керування; аеромеханіка – рух газів, твердих тіл у газовому середовищі, небесна механіка – рух небесних тіл; електродинаміка – рух і взаємодію тіл в електромагнітних полях; біомеханіка – рух і взаємодію біологічних об’єктів. Механіка включає також опір матеріалів, теорію механізмів і машин, будівельну механіку, деталі машин.
Теоретична механіка вивчає найбільш загальні закони руху і взаємодії тіл. Теоретична механіка – це частина природознавства, яка використовує абстракції і математичні методи, вивчає не безпосередньо матеріальні об’єкти, а їх моделі.
Головне завдання теоретичної механіки – це пізнання кількісних і якісних закономірностей, що спостерігаються у природі. Теоретична механіка належить до фундаментальних природничих дисциплін.
Теоретична механіка застосовує методи абстракції, узагальнення, математичні методи, методи формальної логіки.
Правильний підхід до будь-якого наукового дослідження полягає у попередньому накопиченні дослідних даних з наступним їх об’єднанням на основі узагальнюючих висновків, пов’язаних із введенням деяких абстракцій і перевіркою результатів на практиці. Тобто критерій істинності наших знань – це досвід і практика.
Механіка формує, розвиває і спрямовує творчу інтуїцію вчених, інженерів та технологів, оскільки є підсумком людського досвіду.
Основою теоретичної механіки є закони Ньютона, тому вона називається ньютонівською або класичною на відміну від інших напрямів у механіці, що ґрунтуються на інших принципах, таких як релятивістська механіка.
За характером задач, що вивчаються, а також з методичних міркувань теоретичну механіку поділяють на статику, кінематику і динаміку. Це полегшує вивчення механічного руху тіл і перетворення енергії та пов’язує вивчення теоретичну механіку з іншими дисциплінами.
Найвищого ступеня абстракції досягнуто в аналітичній механіці.
Центральне рівняння аналітичної механіки – це рівняння Лагранжа другого роду, в якому базовою величиною є енергія кінетична і потенціальна. Це рівняння є основою для перенесення методів аналітичної механіки на електродинаміку у формі рівнянь Лагрнжа-Максвелла, де замість кінетичної і потенціальної енергії оперують енергією електричного і магнітного полів.
Отже, теоретична механіка є єдиною наукою, яка дає спільний апарат – рівняння Лагранжа-Максвелла для складання диференціальних рівнянь електромеханічних систем, що є основою сучасної техніки, оскільки на даний час пристрій або машина, які були б суто механічними практично не використовуються.
Теоретична механіка – це наука, яка дає універсальні методи складання й аналізу рівнянь руху і рівноваги складних матеріальних систем, що є основою їх моделювання.