В окружающем нас мире все явления можно представить в виде различной формы материи. Движение также можно представить в виде одной из форм существования материи. Оно подразумевает изменение материи во времени и пространстве.
Рисунок 1. Частные случаи движения твердого тела. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В настоящее время принято различать несколько основных видов движения:
- механическое;
- химическое;
- биологическое.
Механическое движение – это самый простой вид движения, который призвана изучать наука через теоретические и практические методы. Его изучают в рамках науки механики.
Изменение положения физического тела в пространстве с течением времени относительно других тел называют механическое движение материального объекта.
Механическое движение по типу материальных объектов разделяют на:
- небесную механику – она изучает движение звезд и иных небесных тел;
- гидромеханику – изучает механические движения жидкости;
- теорию упругости – изучает деформируемые упругие тела и их движение.
Под теоретической механикой твердого тела понимают науку о наиболее общих свойствах и законах механического движения.
Методы и объекты теоретической механики
Рисунок 2. Методы теоретической механики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Основу теоретической механики составляют главные понятия и важнейшие положения, которые необходимо проверить и доказать опытными исследованиями. Поэтому этот раздел физики определяется с точки зрения теории. Для ее исследования используются такие абстрактные и дедуктивные методы, которые характерны только для математических дисциплин.
Из ряда аксиом и понятий постепенно формируются определенные выводы о движении тех или иных объектов. Для этого процесса необходимо использовать формальное логическое рассуждение. Подобные выводы складываются в теоремы. Они представляют собой определенный свод правил, предоставленных для различных технических расчетов. Это необходимо для количественного изучения механического движения различных материальных объектов. Отдельный материальный объект самостоятельно является некой моделью реальных материальных тел или может представлять определенную степень абстракции.
Если научиться рассматривать только те определяющие свойства изучаемого объекта и уходить от механических движений в широком понятии всех материальных тел, то мы придем к частному случаю. Он будет иметь небольшое и несущественное значение в задаче поиска решения. Углубленное изучение конкретных свойств движения материального твердого объекта может привести к положительному результату и создать различные модели материальных тел.
В качестве примера можно привести некое материальное тело с микроскопическими размерами. По отношению к нему другие объекты в виде твердых тел будут серьезно отличаться. В этом случае, необходимо пренебречь размерами изучаемого тела и рассмотреть его в качестве простой точки. Такое абстрактное нестандартное решение дает основу к пониманию понятий теоретической механики, а также усвоению понятия определенной материальной точки.
Заданная геометрическая точка, которая обладает определенной массой, будет считаться материальной точкой. При введении понятия абсолютно твердого тела также необходимо воспользоваться методам абстрагирования от реальных тел.
Абсолютно твердое тело – тело, расстояние между точками которого за время всего исследования оставалось в неизменном значении. Для удобства подобные тела принято называть просто твердыми телами.
Основные понятия теоретической механики
Рисунок 3. Основные понятия теоретической механики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
К основным понятиям теоретической механики относят материальный объект, время и пространство. Под пространством учитывается такое пространство, где изучается движение материальных объектов. Оно должно обладать схожими свойствами, которые действуют вблизи земной поверхности. Похожие схемы в теории отражены в теоремах евклидовой геометрии и иных аксиомах.
Одной из особенностей пространства стали его характерные признаки. Они заключаются в зависимости расположения и движения материи в нем при неизменности актуальных свойств. Это означает, что пространство всегда должно оставаться безграничным, трехмерным, быть однородным и одинаковым во всех точках и направлениях данной точки. В таком пространстве было бы невозможно обнаружить перемещение объектом материального мира. Однако это можно сделать только при создании относительности одной точки к другой.
Телом отсчета является такое тело, по отношению к которому можно определить реальное положение иных тел в рассматриваемом пространстве. Его еще называют основным телом.
При математических расчетах вводится определенная система координат. Она поможет установить точное нахождение твердого тела в пространства. Однако недостающим звеном в этом процессе стало понятие времени. Его определяют, как и пространство. Оно априори является реальным воплощением материи и существует постоянно. Время можно измерить и постичь при помощи определенных периодических процессов природы. Его отсчет ведется обычно с того момента, когда начинается процесс изучения движения. Время в теоретической механике представляется в виде абсолютной величины, которая не зависит от движения материи и своего расположения в пространстве. Оно равномерно и одинаково для всех объектов во всех точках пространства, при этом течет одновременно.
Значение теоретической механики
Несмотря на то, что теоретическая механика представлена главным образом в виде абстрактных понятий и рассуждений, которые на практике не всегда можно доказать, ее значение весьма велико. Для теоретической механики работают первозданные законы Ньютона и Галилея. Ее часто называют классической механикой. Она вступает в резкие споры с более поздними понятиями релятивистской механики, где за основу была взята концепция идей относительности, сформулированных известным физиком Альбертом Эйнштейном. Он связал по-новому пространство, время с материей. С этой точки зрения классическая механика является предельным случаем релятивистской механики и может рассматривать и изучать явления с позиции небольших скоростей, однако эти заключения оказываются подвластными требованиям многих отраслей современной техники, поскольку дают наиболее точные результаты.
