Що вивчає механіка?

Що вивчає механіка?

Одна з основних наук про навколишній світ - фізика - складається з багатьох розділів, до предметів досліджень кожного з яких відносяться окремі явища, різні за своєю природою. Електрика, магнетизм, термодинаміка, оптика - ось тільки деякі з них. У цій статті ми розглянемо, що вивчає механіка.

В широкому сенсі даний напрямок фізики займається описом руху тіл, їх рівноваги і взаємодії між собою. Ключовими поняттями тут є простір і час. Залежно від того, які уявлення закладені в основу опису їх властивостей, виділяють такі підрозділи механіки.

  1. Класична. Тіла, рух і взаємодія яких розглядаються в її рамках, повинні мати розміри істотно більші, ніж у атомів і молекул, і переміщатися зі швидкостями, набагато меншими, ніж швидкість світла. Ця механіка найбільш проста в розумінні і може бути застосована до більшості явищ, з якими ми стикаємося в житті: політ м'яча, переміщення вантажів, робота транспортних засобів.
  2. Квантова. Її закони справедливі для об'єктів, порівнянних за малості з атомами: молекул, іонів, електронів, фотонів та інших елементарних частинок.
  3. Релятивістська. Описує рух тіл при швидкостях, близьких до швидкості світла (3 ∙ 10 8 м / с).
  4. Квантова теорія поля. Чи можна застосувати там, де проявляються і релятивістські, і квантові особливості об'єктів і їх руху.

Інший підхід, покладений в основу класифікації механіки по розділах, полягає в розмежуванні предмета дослідження.

  • Теоретична механіка - технічна наукова дисципліна, яка описує загальні закони, фізико-математичні методи стосовно ідеалізованим моделям реальних об'єктів (матеріальної точки, абсолютно твердого тіла). Зазвичай вона включає три основні розділи: в рамках статики розглядаються умови рівноваги систем механічної природи; кінематики - описується рух моделей тел без розгляду його причин, які вивчаються в динаміці.
  • Механіка суцільних середовищ охоплює коло питань, що стосуються руху рідин, газів, сипучих речовин, а також виникають у них взаємодій.
  • Існує ще ряд технічних дисциплін прикладної спрямованості, що займаються вивченням властивостей і проектуванням реальних об'єктів механічної природи. Наприклад, теорія механізмів і машин визначає методи і підходи до побудови, дослідження кінематики та динаміки цих пристроїв, опір матеріалів - способи розрахунків конструкцій на міцність, жорсткість і стійкість.

Таким чином, під загальною назвою "механіка" ховається безліч технічних і фізико-математичних напрямків в науці, для розуміння базових положень яких досить вивчення звичайного курсу фізики. Однак щоб займатися, наприклад, машинобудуванням або дослідженнями явищ, що відбуваються на рівні молекул і атомів, доведеться освоїти ще безліч дисциплін, осягаючи крок за кроком багато тонкощів руху і взаємодії об'єктів і їх систем.