Механика

1. Содержание и структура курса общей физики. Предмет механики.

Физика наука о простейших и вместе с тем наиболее общих формах движения и взаимодействия материальных объектов. Изучает элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы, твердые тела, жидкости, газы, плазму, физические поля. По методам исследования различают теоретическую и экспериментальную физику.

Курс общей физики содержит 5 разделов: механика, молекулярная физика и термодинамика, электродинамика, оптика, квантовая и ядерная физика.

Раздел физики, занимающийся изучением механического движения, называется механикой. Механическим движением тела называется изменение с течением времени его положения в пространстве относительно других тел.

Как правило, механику разделяют на не релятивисскую или классическую (ньютоновскую), релятивисскую и квантовую. В не релятивисской механике рассматриваются движения макроскопических тел, скорости которых, во много раз меньше скорости света в вакууме. В основе классической механики лежат законы Ньютона. Закономерности движения тел со скоростями близкими к скорости света в вакууме является предметом релятивисской механики, а закономерности движения микрочастиц (например электронов в атомах, молекулах, кристаллах и т.д.) - квантовой механикой.

Классическая механика состоит из трех основных разделов: статики кинематики и динамики. В статике рассматриваются законы сложения сил и условия равновесия тел. В кинематике дается математическое описание всевозможных видов механического движения без рассмотрения причин вызвавших это движение. В динамике исследуется влияние взаимодействия между телами на их механическое движение.

Размерность физических величин

Численное значение физических величин (длины, скорости, электрического заряда и т.д.) определяется сравнением ее с некоторым эталоном, принятым за единицу. Выбор эталона произволен. В физике поступают следующим образом: произвольно устанавливают несколько единиц измерения, а единицы измерения находят как производные основных единиц из формул физических законов.

Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц.

Каждая физическая величина должна иметь размерность.

Размерность величины – символическое (буквенное) выражение производных единиц измерений через основные.

Пример: формулы размерности

скорость: [V] = [S/t] = [L/T] = LT^-1;

ускорение: [a] = [V/t] = [LT^-1/ T] = LT^-2;

сила: [F] = [m·a] = M·LT^-2, где

V – скорость; S – путь;

t – время; a – ускорение;

F – сила; m – масса – измеряемые физические величины;

L, T, M – основные единицы измерения для расстояния, времени и массы (соответственно).

Знание размерности величины позволяет не только установить единицу ее измерения, но и найти численные множители при переходе к новой системе единиц.

Единой системой единиц измерения является система СИ (система интернациональна). Она, как и любая система единиц координат состоит из трех разделов.

1. Основные единицы (м, кг, с, К, А, канделла)

2. Дополнительные (угловые единицы – радиан, стерад)

3. Производные – их тысячи.