У чому полягає основне завдання механіки?

У розвитку природознавства провідну роль зіграла і досі грає класична механіка або механіка Ньютона. В її рамки вкладається пояснення безлічі фізичних явищ і процесів, що проходять в земних і позаземних умовах. Багато методів наукових досліджень сформовані саме на її основі. Суть механістичного світогляду, що панував в науці практично до початку ХХ століття, зводиться до пояснення всіх фізичних процесів рухом і взаємодією тіл і частинок. Тобто механіка - це наука про рух тіл.

Концепція Ньютона, коротко виражена Ейнштейном, свідчила: фізична реальність визначається факторами часу, простору, матеріальної точки і силою, т. Е. Взаємодією матеріальних точок. Основне завдання механіки, таким чином, зводилася до вивчення фізичних подій, під якими розумілося рух і взаємодію у просторі матеріальних точок, що відбувається по незмінним законам.

У сучасному трактуванні область застосування класичної механіки - взаємодія тіл з відносно повільним рухом (багаторазово менше швидкості світла). «Класичні» поняття простору, часу, сили, маси і т. п. залишилися незмінними, основні закони механіки діють і не будуть спростовані, поки існує наука.

Давайте згадаємо головні поняття механіки. Це механічний рух - так називається зміна положення даного тіла по відношенню до інших тіл в просторі і в часі (прикладом може служити рух транспорту, годинникової стрілки, небесного тіла, молекули), відносність руху - тіло рухається щодо одних тіл і може бути нерухомим щодо інших. Приклад - водій автомобіля рухається щодо пішоходів і нерухомий щодо корпусу машини. Тому існує поняття тіла відліку - так називається тіло, відносно якого відбувається рух.

Система координат визначає розташування тіла або точки в просторі. Рух може відбуватися по прямій, в площині або в просторі. Відповідно змінюються одна, дві або три його координати. Основне завдання механіки зводиться до визначення координати тіла в певний (будь-який) момент. При цьому під координатою розуміється відстань від точки відліку за відповідною осі. Крім того, слід враховувати, що рух здійснюється в певному часовому проміжку, т. Е час є також однією з вихідних величин.

Таким чином, систему відліку, в якій вирішується основне завдання механіки, складають система координат і годинник. Будь-який рух відбувається не саме по собі, а щодо обраної нами системи відліку. Знаючи, як змінюється координата тіла в часі, можемо дізнатися положення даного тіла (точки) в будь-який потрібний нам момент.

Основне завдання механіки зводиться, таким чином, до визначення положення тіла (його координати) в будь-який потрібний нам момент часу.

Кожне тіло має свої певні розміри. При поступальному русі всі його точки рухаються по одній траєкторії, і немає потреби описувати рух усіх точок. Як же визначити його координати? У певних умовах (якщо розміри тіла багаторазово менше прохідного їм відстані) його розмірами можна знехтувати і вважати тіло матеріальною точкою. Наприклад, при русі Землі по орбіті наша планета може бути прийнята за матеріальну точку. При вивченні ж процесів, що відбуваються на поверхні Землі, її ніяк не можна вважати такою. Т. е. В механіці під матеріальною точкою мається на увазі тіло, розмірами якого можна знехтувати.

Шлях - це відстань, яку проходить точка вздовж траєкторії. Переміщення - вектор (спрямований відрізок), що з`єднує два положення тіла, початкове і кінцеве.

Крім того, рух не завжди буває поступальним. Якщо частини тіла рухаються по різних траєкторіях, такий рух можна розглядати як обертання навколо певної осі. Будь-який рух в механіці є сукупністю поступальних і обертальних рухів.