mecanicii clasice - tipul de mecanicii (ramura fizicii care studiază legile de variație a pozițiilor corpurilor și motivele care cauzează aceasta.), pe baza celor 3 legi de principiul relativității Newton și Galileo. „Mecanica newtoniană“ Prin urmare, este adesea numit. Un loc important în mecanica clasică ia existența unor sisteme inerțiale. mecanică clasică este subdivizat în cinematică (care studiază proprietățile geometrice ale mișcării fără a ține seama cauzelor sale), static (care ia în considerare echilibrul corpurilor) și dinamica (care consideră mișcarea corpurilor).
mecanicii clasice produce rezultate foarte precise în cadrul experienței de zi cu zi. Dar pentru sisteme se deplasează la viteze mari. se apropie de viteza luminii, rezultate mai precise sunt obținute prin mecanica relativistă. pentru sistemele microscopice - mecanica cuantică. și pentru sisteme cu ambele proprietăți - teoria câmpului cuantic. Cu toate acestea, mecanicii clasice rămâne importantă, pentru că (1) este mult mai ușor de înțeles și de utilizat decât celelalte teorii, și (2) într-o gamă largă de ea este destul de bun aproape de realitate. mecanica clasică poate fi folosită pentru a descrie mișcarea obiectelor, cum ar fi un top și o minge de baseball, multe obiecte astronomice (cum ar fi planete și galaxii), si chiar multe obiecte microscopice, cum ar fi molecule organice.
Deși mecanicii clasice, în general, compatibile cu alte teorii „clasice“, cum ar fi electrodinamicii clasice și termodinamicii. la sfârșitul secolului al 19-lea, s-au găsit neconcordanțe, care a fost rezolvată numai în cadrul unei teorii fizice moderne. În special, electrodinamicii clasice prezice că viteza luminii este constantă pentru toți observatorii, este dificil de conciliat cu mecanicii clasice, și care a condus la necesitatea unei teorii speciale a relativității. Atunci când sunt considerate împreună cu termodinamicii clasice, mecanicii clasice conduce la paradoxul Gibbs care imposibil să se determine cu exactitate valoarea entropiei și catastrofa ultravioletă. în care corpuluinegru trebuie să emită o cantitate infinită de energie. Încercările de a rezolva aceste probleme au condus la dezvoltarea mecanicii cuantice.
Descrierea teoriei
Vom discuta acum conceptele de bază ale mecanicii clasice. Pentru simplificare, considerăm numai punctul de material. t. e. un organism a cărui dimensiune este neglijabilă. Mișcarea punctului de material se caracterizează printr-un număr de parametri: poziția sa, în masă, și atașat la casa ei. Să luăm în considerare fiecare dintre acestea, la rândul său.
De fapt, orice organism care este supus legilor mecanicii clasice, în mod necesar are o dimensiune de zero. Aceste puncte materiale, cum ar fi un electron. se supune legilor mecanicii cuantice. dimensiunea corpului nenul poate avea miscari mai complexe, deoarece configurația lor internă poate fi schimbat, de exemplu, pentru că mingea de tenis se poate mișca, filare. Cu toate acestea, putem aplica la alte organisme similare ale rezultatelor obținute pentru punctele de material, considerând un astfel de organism, ca o combinație a unui număr mare de puncte materiale care interactioneaza. Vom fi în măsură să demonstreze că astfel de organisme complexe se comportă ca puncte materiale, cu condiția ca acestea să fie mici pe scara problemei.
Vectorul rază și derivații săi
Vectorul raza punctului material indică poziția sa în raport cu un punct arbitrar fix în spațiu. care este de obicei numit origine. și notat O. Acest vector r care unește originea particulei. În general, se mută de punct de masă, deci r este o funcție de t. Perioada de timp scurs de la un timp de pornire arbitrar. Rata de schimbare a lungul timpului, poziția este determinată după cum urmează:
.
Accelerarea. sau rata la care schimbările sunt:
.
vectorul accelerație poate varia datorită schimbării direcției, magnitudine, sau ambele. În cazul în care viteza scade, utilizați ocazional termenul „decelerarea“, dar, în general, termenul „accelerația“ se referă la orice schimbare de viteză.
A doua lege a lui Newton
A doua lege a lui Newton se referă masa și viteza particulei cu o cantitate vector, cunoscut sub numele de putere. Hai cu m - greutate corporală & F - suma vectorială a tuturor forțelor aplicate acestuia Apoi a doua lege a lui Newton este: (Adică forța rezultantă.)
.
Amploarea mv impuls este numit. În cele mai multe cazuri, m masa nu se schimba cu timpul, iar legea lui Newton poate fi scrisă într-o formă simplificată
în cazul în care o - accelerare determinată mai sus. Nu este întotdeauna starea maselor din momentul independenței. De exemplu, greutatea rachetelor este redusă cu utilizarea de combustibil. În astfel de cazuri, această expresie nu se aplică, și ar trebui să utilizați forma completă a doua lege a lui Newton.
A doua lege a lui Newton este insuficientă pentru a descrie mișcarea unei particule. Descrierea suplimentară a forței necesară F. obținută dintr-o analiză a naturii interacțiunii fizice care implică corpul. De exemplu, forța de frecare poate fi modelată ca o funcție a vitezei particulelor, și anume
în cazul în care λ - o constantă pozitivă. Ia-expresie independent pentru fiecare forță care acționează asupra unui corp, putem substitui în a doua lege a lui Newton și de a obține ecuația diferențială. numită ecuația de mișcare. Continuând cu exemplul nostru, să presupunem că organismul este singura forță de frecare efectivă. Apoi, ecuația de mișcare are forma
.
Acesta poate fi integrat, care va
unde v0 - viteză inițială. Aceasta înseamnă că viteza corpului scade exponențial cu timpul la zero. Integrarea acestei expresii, putem obține vectorul r raza a corpului ca o funcție de timp.
Forțele importante sunt forța de gravitație și forța Lorentz pentru electromagnetism. În plus, pentru a determina forțele care acționează asupra organismului, folosind legea a treia a lui Newton: dacă știm că corpul A acționează cu o forță F pe corp B, atunci B trebuie să acționeze cu egal în mărime și forță de reacție opusă. -F. pe A.
În cazul în care forța este aplicată o particulă care se mișcă pe, locul de muncă. rezistență perfectă, definită ca produsul scalar al vectorilor de forță și de deplasare:
În cazul în care masa particulei este performanța generală constantă și Wtotal. particulă perfectă, definită ca suma a muncii angajat atașat la forțele de particule pe care legea a doua a lui Newton devine:
în cazul în care Ek se numește energie cinetică. Pentru un punct material, energia cinetică este definită ca forța de muncă, pentru a accelera de la punctul zero la o viteză v:
Pentru obiecte complexe formate din mai multe particule, energia cinetică a unui corp este egală cu suma energiilor cinetice ale particulelor.
Forța se numește potențial, în cazul în care există o funcție scalară, cunoscut sub numele de energie potențială și notat Ep. astfel încât
În cazul în care toate forțele care acționează asupra unei particule sunt conservatoare, iar Ep este energia potențială totală. obținut prin însumarea energiile potențiale corespunzătoare fiecărei forțe, atunci:
.
Acest rezultat este cunoscut sub numele de conservare a energiei mecanice, și afirmă că energia mecanică totală într-un sistem închis, în care există forțe conservatoare
Acesta este constantă în raport cu timpul. Acest lucru este foarte util, deoarece de multe ori se ocupe cu forțele conservatoare.
literatură
A se vedea ceea ce „mecanica newtoniană“ în alte dicționare:
mecanica newtoniană - Niutono MECHANIKA statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. vok mecanicii newtoniene. Newtonsche Mechanik, f Rus. mecanica newtoniană, f pranc. mécanique de Newton, f; newtonienne mécanique, f ... Fizikos terminų žodynas
Mecanica - (. Arta greacă Μηχανική de mașini de construcții), ramură a fizicii care studiază mișcarea corpurilor materiale și interacțiunea dintre ele. Mișcarea în mecanică se numește schimbarea în timp poziția relativă a organelor, sau părți ale acestora în spațiul [1]. ... ... Wikipedia
Mecanica - ramura a fizicii care studiază mișcarea corpurilor sub acțiunea forțelor. Mecanica acoperă o gamă foarte largă de probleme se ocupă cu obiecte din galaxii și sisteme de galaxii la cele mai mici particule elementare ale materiei. În aceste cazuri extreme ... ... Enciclopedia Collier
Mecanica Continuum - mecanica solide între legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
Mecanica fluidelor - Continuum Mechanics Mecanica Solidelor dintre legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
Mecanica Continuum - Continuum Mechanics Mecanica Solidelor dintre legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
Mecanica Continuum - Continuum Mechanics Mecanica Solidelor dintre legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
Mecanica fluidelor - Continuum Mechanics Mecanica Solidelor dintre legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
Continuum Mechanics - analizează mișcarea și echilibrul gaze, lichide și solide deformabile. Model de corpuri reale la Moscova cu. a. Este mediul continuu (SS); toate într-un astfel de material mediu caracteristici sunt funcții continue ale coordonatelor spațiale și ... ... Encyclopedia arta
Mecanica fluidelor - Continuum Mechanics Mecanica Solidelor dintre legea clasică de conservare în masă · Legea conservării impulsului ... Wikipedia
- Fizică. Partea 1. Mecanică. fizica si termodinamica moleculara. Electricitate si magnetism. Oia Tashlykova-Bushkevich. În partea 1 luăm în considerare nerelativiste (newtoniene) și relativiste mecanica, inclusiv procesele de vibrație și a valurilor, și fizică moleculară și termodinamica, electricitate si ... Citește mai mult Vand pentru 205 ruble eBook