Кинематика материальной точки

Приводятся абстрактные понятия, отражающие реальные свойства тел. Описываются важнейшие системы координат. Излагаются сведения о векторах. Дается определение основных физических величин кинематики точки.

Понятие механики. Модели в механике

Механика (от греч. mechanike — орудие, сооружение) — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механическое движение — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.

Механика подразделяется на три части: статику, кинематику и динамику.

Кинематика (от греч. kinema — движение) — раздел механики, в котором изучаются геометрические свойства движения тел без учета их массы и действующих на них сил.

Динамика (от греч. dynamis — сила) изучает движения тел в связи с теми причинами, которые обусловливают это движение.

Статика (от греч. statike — равновесие) изучает условия равновесия тел. Поскольку равновесие есть частный случай движения, законы статики являются естественным следствием законов динамики и в данном курсе не изучаются.

Без знаний механики невозможно представить себе развитие современного машиностроения. Развитие механики как науки начиналось с III в. до н. э., когда древнегреческий ученый Архимед¹² сформулировал закон рычага и законы равновесия плавающих тел. Основные законы механики установлены итальянским физиком и астрономом Г. Галилеем и окончательно сформулированы английским физиком И. Ньютоном.

Механика Галилея и Ньютона называется классической, т. к. она рассматривает движение макроскопических тел со скоростями, которые значительно меньше скорости света в вакууме. Движение тел со скоростями, близкими к скорости света, рассматривает релятивистская механика, другое её название — специальная теория относительности. Рассмотрением движения элементарных частиц занимается квантовая механика.

Для описания движения тел в зависимости от условий задачи используют различные физические модели. Чаще других используют понятия абсолютно твердого тела и материальной точки.

Движение тел происходит под действием сил. Под действием внешних сил тела могут деформироваться, т. е. изменять свои размеры и форму.

Тело, деформацией которого можно пренебречь в условиях данной задачи, называют абсолютно твердым телом (хотя абсолютно твердых тел в природе не существует).

Тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь, называется материальной точкой.

Можно ли данное тело рассматривать как материальную точку или нет, зависит нс от размеров тела, а от условия задачи (например, наше огромное Солнце тоже материальная точка в Солнечной системе).