- •Вопрос 13 Классическая механика (концепция Ньютона)
- •Вопрос 14 Статистические свойства макросистем
- •Вопрос 15 Термодинамические свойства макросистем
- •Вопрос 16 Энтропия как мера молекулярного беспорядка
- •Вопрос 17 Теория относительности Эйнштейна
- •Вопрос 18 Космология и космологические модели вселенной
- •Вопрос 19 Космологические парадоксы
- •Вопрос 20 Происхождение вселенной. Теория Большого Взрыва
- •Вопрос 21 Эволюция и строение галактик
- •Вопрос 22 Звезды и их развитие
- •Вопрос 23 Строение солнечной системы
- •Вопрос 24 Земля и ее строение
- •Вопрос 25 Сущность антропного принципа в космологии
Вопрос 13 Классическая механика (концепция Ньютона)
Класси́ческая меха́ника — вид механики (раздела физики, изучающего законы изменения положений тел в пространстве со временем и причины, это вызывающие), основанный на законах Ньютона и принципе относительности Галилея. Поэтому её часто называют «Ньютоновской механикой».
Классическая механика подразделяется на:
статику (которая рассматривает равновесие тел)
кинематику (которая изучает геометрическое свойство движения без рассмотрения его причин)
динамику (которая рассматривает движение тел).
Существует несколько эквивалентных способов формального математического описания классической механики:
Законы Ньютона
Лагранжев формализм
Гамильтонов формализм
Формализм Гамильтона — Якоби
Классическая механика даёт очень точные результаты, если её применение ограничено телами, скорости которых много меньше скорости света, а размеры значительно превышают размеры атомов и молекул. Обобщением классической механики на тела, двигающиеся с произвольной скоростью, является релятивистская механика, а на тела, размеры которых сравнимы с атомными — квантовая механика. Квантовая теория поля рассматривает квантовые релятивистские эффекты.
Тем не менее, классическая механика сохраняет своё значение, поскольку:
она намного проще в понимании и использовании, чем остальные теории
в обширном диапазоне она достаточно хорошо описывает реальность.
Классическая механика оперирует несколькими основными понятиями и моделями. Среди них следует выделить:
Пространство. Считается, что движение тел происходит в пространстве, являющимся евклидовым, абсолютным (не зависит от наблюдателя), однородным (две любые точки пространства неотличимы) и изотропным (два любых направления в пространстве неотличимы).
Время — фундаментальное понятие, постулируемое в классической механике. Считается, что время является абсолютным, однородным и изотропным (уравнения классической механики не зависят от направления течения времени).
Система отсчёта состоит из тела отсчёта (некоего тела, реального или воображаемого, относительно которого рассматривается движение механической системы), прибора для измерения времени и системы координат.
Масса — мера инертности тел.
Материальная точка — модель объекта, имеющего массу, размерами которого пренебрегают в решаемой задаче[1]. Тела ненулевого размера могут испытывать сложные движения, поскольку может меняться их внутренняя конфигурация, например, тело может вращаться или деформироваться. Тем не менее, в определённых случаях к подобным телам применимы результаты, полученные для материальных точек, если рассматривать такие тела, как совокупности большого количества взаимодействующих материальных точек. Материальные точки в кинематике и динамике обычно описывают следующими величинами:
Радиус-вектор — вектор, проведённый из начала координат в точку расположения тела, характеризует положение тела в пространстве.
Скорость является характеристикой темпа изменения положения тела со временем, определяется как производная радиус-вектора по времени
Ускорение — скорость (темп) изменения скорости, определяется как производная скорости по времени
Импульс (устаревшее название — количество движения) — векторная физическая величина, равная произведению массы материальной точки на её скорость
Кинетическая энергия — энергия движения материальной точки, определяемая как половина произведения массы тела на квадрат её скорости
Сила — физическая величина, характеризующая степень взаимодействия тел между собой. Представляет собой функцию координат и скорости материальной точки, определяющую производную её импульса по времени.
Основные Законы:
Принцип относительности Галилея
Законы Ньютона
Закон сохранения импульса
Закон сохранения энергии