В физике наука о движении называется механикой. Она характеризуется взаимодействием с другими объектами материального мира. Изменение тел в пространстве или его отдельных частей в процессе изменения времени по-другому называется движением.
Рисунок 1. Механика сплошных сред. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Эти движения изучаются в разделе теоретической физики. Там главными объектами изучения являются не сами видимые материальные точки, а их модели. Модели представляют собой некоторые материальные точки, в том числе абсолютно твердые тела и системы материальных точек, которые подвергаются воздействию и деформации некоторых сплошных сред.
Понятие механики сплошной среды
При рассмотрении модели механики сплошной среды необходимо понять, как она может выглядеть и установить определенные правила взаимодействия с иными объектами материального мира. При этом для исследователей необходимо сравнение модели сплошной среды с иными моделями. Под абсолютно твердым телом принято считать такое тело, в котором расстояние между двумя точками объекта можно представить в виде постоянных точек. В материальных точках для упрощения процесса понимания часто пренебрегают размерами тела, при этом важным обстоятельством остается его масса.
В абсолютно твердых телах допускается деформация тела. А механика сплошных сред вовсе отказывается признавать и рассматривать структуру среды на молекулярном уровне. При этом необходимо осознавать, что модель механики сплошной среды все же не тождественна остальным понятиям, вместе с которыми она составляет предмет изучения. Так, к примеру, она в значительной степени различается от системы материальных точек, а также твердого тела, которое не подвержено деформации.
Основным и показательным примером такой среды можно признать течение жидкостей в обычной жизни. Из этого представления складывается гипотеза сплошности. Согласно ей, сплошная среда состоит из ряда непрерывных материальных точек с непрерывным множеством характеристик. Они могут быть:
- динамическими;
- термодинамическими;
- кинетическими;
- физико-химическими.
Свойства известных и привычных для обычной жизни материальных объектов заключается в механике жидкости и газов. Их можно повстречать в различных областях и сферах повседневной жизни человека, и они хорошо знакомы обывателям. Они также подлежат описанию теми же математическими формулами и законами, которые устанавливают течение их физических свойств.
Подходы к изучению деформируемых сред
Изучением сред, подверженных деформации, занимаются в рамках математического описания и идеализированных представлений подобных явлений. Уход в сторону математических уравнений является целью всего изучения движения деформируемых сред.
Материальное тело составляет совокупность реальных материальных частиц. Ими еще называют молекулы и атомы. Электромагнитные силы заставляют их находиться в постоянном процессе взаимодействия. Таким образом, они находятся в постоянном и непрерывном течении или движении. При этом сами характерные признаки подобных изменений и взаимодействий между частицами также различаются. Они зависят от определенного агрегатного состояния материальных частиц. От этого процесс хаотичного движения приобретает иные уникальные признаки, которые рассматриваются в механике сплошных сред.
Молекулы или материальные частицы в совокупности на объем в кубический сантиметр могут достигать огромных показателей, однако не всегда известен характер их электромагнитного взаимодействия. Специалисты просто так не могут заниматься рассмотрением движения деформируемых сред, если они установят в процессе изучения всю совокупность реальных материальных частиц как единое целое. В практических исследованиях пренебрегают абсолютной точностью расчетов, чтобы начать изучение движения деформируемых сред.
Существует два основных подхода к изучению деформируемых сред:
- феноменологический;
- статистический.
Гипотезы механики сплошных сред
Рисунок 2. Механика жидкости и газа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Существует несколько основных гипотез механики сплошных сред. Первая из них представлена в виде гипотезы сплошности. Она неразрывно связана с понятием материального континуума.
Согласно второй гипотезе механики сплошных сред, в расчет берется в виде основного понятия пространство. Под ним принято считать всю совокупность бесконечно возможных материальных точек. Она на математическом уровне задается только при помощи однозначных определенных чисел. Их также называют координатами. Они способны определять положение некоторой произвольной точки в пространстве относительно другой такой же неизвестной точки. Первую из них принимают в качестве начала отсчета координат и производятся дальнейшие математические вычисления.
Таким образом, можно сформировать мерность пространства. Она будет обусловлена определенным числом подобных координат. Ими определяется положение точек в этом пространстве.
Если в пространстве бесконечно большая совокупность точек, тогда его можно представить в виде трехмерного пространства с тремя основными координатами. Они задаются в декартовой прямоугольной системе в виде x, y, z. Такая же совокупность точек на плоскости может составлять двухмерное пространство с определением двух координат x и y.
Гипотеза абсолютного времени представляется в виде третьей гипотезы механики сплошных сред. Она провозглашает главной величиной при расчетах время. Оно течет здесь одинаково и не зависит от выбора системы отсчета, где подлежат рассмотрению деформируемые среды и их движение. Подобная гипотеза хорошо сочетается с идеализацией решения различных практических задач, где необходимо брать за основу скорости движения тел, когда они не способны достичь тех значений, где не возникал бы эффект релятивистской механики.
Все явления, которые подлежат рассмотрению в качестве механики сплошных сред, носят макроскопический характер. Таким образом, это может быть фактором ухода от молекулярного строения вещества и происходит рассмотрение объекта или физического тела в виде сплошной среды.
