Teoria mecanicii teoretice a dinamicii. Mecanica teoretică pentru ingineri și cercetători

a 20-a ed. - M.: 2010.- 416 p.

Cartea prezintă elementele fundamentale ale mecanicii punct material, sisteme de puncte materiale și corp solidîn cuantumul corespunzător programelor universităţilor tehnice. Sunt date multe exemple și sarcini, ale căror soluții sunt însoțite de linii directoare adecvate. Pentru studenții universităților tehnice cu normă întreagă și prin corespondență.

Format: pdf

Mărimea: 14 MB

Urmăriți, descărcați: drive.google

CUPRINS
Prefață la cea de-a treisprezecea ediție 3
Introducere 5
SECȚIUNEA I STATICA UNEI STĂRI SOLIDE
Capitolul I. Concepte de bază prevederile inițiale ale articolelor 9
41. Corp absolut rigid; putere. Sarcini de statică 9
12. Dispoziții inițiale ale staticii » 11
$ 3. Conexiuni și reacțiile lor 15
Capitolul II. Compoziția forțelor. Sistemul forțelor convergente 18
§4. Geometric! Metoda de combinare a forțelor. Rezultatul forțelor convergente, descompunerea forțelor 18
f 5. Proiecții de forțe pe axă și pe plan, Metodă analitică de stabilire și adunare a forțelor 20
16. Echilibrul sistemului de forţe convergente_. . . 23
17. Rezolvarea problemelor de statică. 25
Capitolul III. Moment de forță în jurul centrului. Cuplu de putere 31
i 8. Moment de forță în jurul centrului (sau punctului) 31
| 9. Câteva forțe. moment de cuplu 33
f 10*. Teoreme de echivalență și adunare perechi 35
Capitolul IV. Aducerea sistemului de forțe în centru. Condiții de echilibru... 37
f 11. transfer paralel puterea 37
112. Aducerea sistemului de forţe la acest centru - . , 38
§ 13. Condiţii pentru echilibrul unui sistem de forţe. Teorema asupra momentului rezultantei 40
Capitolul V. Sistemul de forțe plat 41
§ 14. Momente algebrice de forță și cupluri 41
115. Aducerea sistem plat forțe la cea mai simplă formă.... 44
§ 16. Echilibrul unui sistem plat de forţe. Cazul forțelor paralele. 46
§ 17. Rezolvarea problemelor 48
118. Echilibrul sistemelor corpurilor 63
§ 19*. Sisteme de corpuri (structuri) determinate static și nedeterminate static 56"
f 20*. Definiţia internal forces. 57
§ 21*. Forțe distribuite 58
E22*. Calculul fermelor plate 61
Capitolul VI. Frecare 64
! 23. Legile frecării de alunecare 64
: 24. Reacţii legături aspre. Unghi de frecare 66
: 25. Echilibrul în prezența frecării 66
(26*. Frecarea filetului pe o suprafață cilindrică 69
1 27*. Frecare de rulare 71
Capitolul VII. Sistemul spațial de forțe 72
§28. Moment de forță în jurul axei. Calculul vectorului principal
iar momentul principal al sistemului de forțe 72
§ 29*. Casting sistem spațial forțe la cea mai simplă formă 77
§treizeci. Echilibrul unui sistem spațial arbitrar de forțe. Cazul forțelor paralele
Capitolul VIII. Centrul de greutate 86
§31. Centrul forțelor paralele 86
§ 32. Câmp de forță. Centrul de greutate al unui corp rigid 88
§ 33. Coordonatele centrelor de greutate ale corpurilor omogene 89
§ 34. Metode de determinare a coordonatelor centrelor de greutate ale corpurilor. 90
§ 35. Centrele de greutate ale unor corpuri omogene 93
SECȚIUNEA A DOUA CINEMATICA UNUI PUNCT ȘI A UNUI CORPS RIGID
Capitolul IX. Cinematica punctuală 95
§ 36. Introducere în cinematică 95
§ 37. Metode de precizare a deplasării unui punct. . 96
§38. Vector viteza punctului,. 99
§ 39
§40. Determinarea vitezei și accelerației unui punct la modul de coordonare sarcini de mișcare 102
§41. Rezolvarea problemelor de cinematică punctuală 103
§ 42. Axele unui triedru natural. Valoarea numerică a vitezei 107
§ 43. Tangenta si accelerație normală punctele 108
§44. Câteva cazuri speciale de mișcare a unui punct în software
§45. Grafice ale mișcării, vitezei și accelerației punctului 112
§ 46. Rezolvarea problemelor< 114
§47*. Viteza și accelerația unui punct în coordonate polare 116
Capitolul X. Mișcările de translație și rotație ale unui corp rigid. . 117
§48. Mișcarea de translație 117
§ 49. Mișcarea de rotație a unui corp rigid în jurul unei axe. Viteza unghiulară și accelerația unghiulară 119
§cincizeci. Rotire uniformă și uniformă 121
§51. Vitezele și accelerațiile punctelor unui corp în rotație 122
Capitolul XI. Mișcarea plan-paralelă a unui corp rigid 127
§52. Ecuațiile mișcării plan-paralel (mișcarea unei figuri plane). Descompunerea mișcării în translație și rotație 127
§53*. Determinarea traiectoriilor punctelor unui plan figura 129
§54. Determinarea vitezelor punctelor de pe un plan figura 130
§ 55. Teorema privind proiecţiile vitezelor a două puncte ale corpului 131
§ 56. Determinarea vitezelor punctelor unei figuri plane folosind centrul de viteze instantaneu. Conceptul de centroizi 132
§57. Rezolvarea problemelor 136
§58*. Determinarea accelerațiilor punctelor unui plan figura 140
§59*. Centru de accelerație instantaneu „*”*
Capitolul XII*. Mișcarea unui corp rigid în jurul unui punct fix și mișcarea unui corp rigid liber 147
§ 60. Mișcarea unui corp rigid având un punct fix. 147
§61. Ecuații Euler cinematice 149
§62. Vitezele și accelerațiile punctelor corpului 150
§ 63. Cazul general de mișcare a unui corp rigid liber 153
Capitolul XIII. Mișcare complexă a punctului 155
§ 64. Moțiuni relative, figurative și absolute 155
§ 65, Teorema adiției vitezei » 156
§66. Teorema adunării accelerațiilor (teorema lui Coriols) 160
§67. Rezolvarea problemelor 16*
Capitolul XIV*. Mișcarea complexă a unui corp rigid 169
§68. Adăugarea mișcărilor de translație 169
§69. Adăugarea rotațiilor aproximativ două axe paralele 169
§70. Roți dințate cilindrice 172
§ 71. Adăugarea rotațiilor în jurul axelor care se intersectează 174
§72. Adăugarea mișcărilor de translație și rotație. Mișcarea șurubului 176
SECȚIUNEA A TREIA DINAMICA UNUI PUNCT
Capitolul XV: Introducere în dinamică. Legile dinamicii 180
§ 73. Concepte de bază și definiții 180
§ 74. Legile dinamicii. Probleme ale dinamicii unui punct material 181
§ 75. Sisteme de unitati 183
§76. Tipuri de bază de forțe 184
Capitolul XVI. Ecuatii diferentiale mișcarea punctelor. Rezolvarea problemelor de dinamică a punctelor 186
§ 77. Ecuații diferențiale, mișcări ale unui punct material Nr. 6
§ 78. Rezolvarea primei probleme de dinamică (determinarea forțelor dintr-o mișcare dată) 187
§ 79. Rezolvarea problemei principale de dinamică în mișcarea rectilinie a unui punct 189
§ 80. Exemple de rezolvare a problemelor 191
§81*. Căderea unui corp într-un mediu rezistent (în aer) 196
§82. Rezolvarea problemei principale de dinamică, cu mișcarea curbilinie a unui punct 197
Capitolul XVII. Teoreme generale ale dinamicii punctelor 201
§83. Cantitatea de mișcare a punctului. Force Impulse 201
§ S4. Teorema privind modificarea impulsului unui punct 202
§ 85. Teorema privind modificarea momentului unghiular al unui punct (teorema momentelor) „204
§86*. Mișcarea sub acțiunea unei forțe centrale. Legea zonelor.. 266
§ 8-7. Munca de forță. Puterea 208
§88. Exemple de calcul al lucrării 210
§89. Teorema privind modificarea energiei cinetice a unui punct. „... 213J
Capitolul XVIII. Nu gratuit și relativ la mişcare punctele 219
§90. Mișcarea neliberă a unui punct. 219
§91. Mișcarea relativă a unui punct 223
§ 92. Influența rotației Pământului asupra echilibrului și mișcării corpurilor... 227
Secțiunea 93*. Abaterea punctului incident de la verticală din cauza rotației Pământului „230
Capitolul XIX. Fluctuațiile rectilinie ale unui punct. . . 232
§ 94. Vibrații libere fără a ține cont de forțele de rezistență 232
§ 95. Oscilații libere cu rezistență vâscoasă (oscilații amortizate) 238
§96. Vibrații forțate. Rezonanta 241
Capitolul XX*. Mișcarea unui corp în câmpul gravitațional 250
§ 97. Mișcarea unui corp aruncat în câmpul gravitațional al Pământului „250
§98. sateliți artificiali Pământ. Traiectorii eliptice. 254
§ 99. Conceptul de imponderabilitate. „Sisteme de referinţă locale 257
SECȚIUNEA A PATRA DINAMICA UNUI SISTEM ȘI A UNUI CORPS RIGID
G i a v a XXI. Introducere în dinamica sistemului. momente de inerție. 263
§ 100. Sistem mecanic. Forțe externe și interne 263
§ 101. Masa sistemului. Centrul de greutate 264
§ 102. Momentul de inerție al unui corp în jurul unei axe. Raza de inerție. . 265
$ 103. Momentele de inerție ale unui corp față de axe paralele. Teorema lui Huygens 268
§ 104*. Momente centrifuge inerţie. Concepte despre principalele axe de inerție ale corpului 269
105 USD*. Momentul de inerție al unui corp față de o axă arbitrară. 271
Capitolul XXII. Teorema privind mișcarea centrului de masă al sistemului 273
$ 106. Ecuații diferențiale ale mișcării sistemului 273
§ 107. Teorema asupra mișcării centrului de masă 274
$ 108. Legea conservării mișcării centrului de masă 276
§ 109. Rezolvarea problemelor 277
Capitolul XXIII. Teorema privind modificarea cantității unui sistem mobil. . 280
$ DAR. Număr sistem de mișcare 280
§111. Teorema privind schimbarea impulsului 281
§ 112. Legea conservării impulsului 282
113 USD*. Aplicarea teoremei la mișcarea unui lichid (gaz) 284
§ 114*. Corp de masă variabilă. Mișcarea rachetei 287
Gdawa XXIV. Teorema privind modificarea momentului de impuls al sistemului 290
§ 115. Momentul principal al mărimilor de mișcare ale sistemului 290
$ 116. Teorema privind modificarea momentului principal al impulsului sistemului (teorema momentelor) 292
117 USD. Legea conservării momentului principal al impulsului. . 294
118 USD. Rezolvarea problemelor 295
119 USD*. Aplicarea teoremei momentului la mișcarea unui lichid (gaz) 298
§ 120. Condiții de echilibru pentru un sistem mecanic 300
Capitolul XXV. Teorema privind modificarea energiei cinetice a sistemului. . 301.
§ 121. Energia cinetică a sistemului 301
122 USD. Unele cazuri de calcul al muncii 305
$ 123. Teorema privind modificarea energiei cinetice a sistemului 307
124 USD. Rezolvarea problemelor 310
125 USD*. Sarcini mixte „314
126 USD. Câmp de forță potențial și funcție de forță 317
127 USD, energie potențială. legea conservării energie mecanică 320
Capitolul XXVI. „Aplicarea teoremelor generale la dinamica unui corp rigid 323
12 USD&. Mișcarea de rotație a unui corp rigid în jur axă fixă ". 323"
129 dolari. Pendul fizic. Determinarea experimentală a momentelor de inerție. 326
130 USD. Mișcarea plan-paralelă a unui corp rigid 328
$ 131*. teorie elementară giroscop 334
132 USD*. Mișcarea unui corp rigid în jurul unui punct fix și mișcarea unui corp rigid liber 340
Capitolul XXVII. principiul d'Alembert 344
133 dolari. Principiul lui d'Alembert pentru un punct și un sistem mecanic. . 344
$ 134. Vector principalȘi punctul principal forțe de inerție 346
135 USD. Rezolvarea problemelor 348
$136*, Reacții didemice care acționează pe axa unui corp în rotație. Echilibrarea corpurilor rotative 352
Capitolul XXVIII. Principiu posibile mișcăriși ecuația generală a dinamicii 357
§ 137. Clasificarea legăturilor 357
§ 138. Posibilele deplasări ale sistemului. Numărul de grade de libertate. . 358
§ 139. Principiul mişcărilor posibile 360
§ 140. Rezolvarea problemelor 362
§ 141. Ecuația generală difuzoare 367
Capitolul XXIX. Condiții de echilibru și ecuații de mișcare ale sistemului în coordonate generalizate 369
§ 142. Coordonate generalizate şi viteze generalizate. . . 369
§ 143. Forţe generalizate 371
§ 144. Condiții de echilibru pentru un sistem în coordonate generalizate 375
§ 145. Ecuațiile lui Lagrange 376
§ 146. Rezolvarea problemelor 379
Capitolul XXX*. Mici oscilații ale sistemului în jurul poziției de echilibru stabil 387
§ 147. Conceptul de stabilitate de echilibru 387
§ 148. Mic vibratii libere sisteme cu un grad de libertate 389
§ 149. Mici amortizate si vibratii fortate sisteme cu un grad de libertate 392
§ 150. Mici oscilații sumare ale unui sistem cu două grade de libertate 394
Capitolul XXXI. Teoria elementară a impactului 396
§ 151. Ecuația de bază a teoriei impactului 396
§ 152. Teoreme generale ale teoriei impactului 397
§ 153. Factorul de recuperare a impactului 399
§ 154. Impactul corpului asupra unei bariere fixe 400
§ 155. Impactul central direct al a două corpuri (impactul bilelor) 401
§ 156. Pierderea energiei cinetice în timpul impact inelastic două corpuri. Teorema lui Carnot 403
§ 157*. O lovitură pentru un corp în rotație. Centrul de impact 405
Index 409

Mecanica teoretică este o ramură a mecanicii care stabilește legile de bază ale mișcării mecanice și ale interacțiunii mecanice corpuri materiale.

Mecanica teoretică este o știință în care se studiază mișcările corpurilor în timp (mișcări mecanice). Acesta servește drept bază pentru alte secțiuni ale mecanicii (teoria elasticității, rezistența materialelor, teoria plasticității, teoria mecanismelor și mașinilor, hidroaerodinamică) și a multor discipline tehnice.

mișcare mecanică- aceasta este o schimbare în timp a poziţiei relative în spaţiu a corpurilor materiale.

Interacțiune mecanică- aceasta este o astfel de interacțiune, în urma căreia se schimbă mișcarea mecanică sau se schimbă poziția relativă a părților corpului.

Statica corpului rigid

Statică- Aceasta este o ramură a mecanicii teoretice, care se ocupă de problemele echilibrului corpurilor solide și de transformarea unui sistem de forțe în altul, echivalent cu acesta.

    Concepte de bază și legi ale staticii
  • Corp absolut rigid(corp solid, corp) este un corp material, distanța dintre orice puncte în care nu se modifică.
  • Punct material este un corp ale cărui dimensiuni, în funcție de condițiile problemei, pot fi neglijate.
  • corp liber este un corp, asupra căruia nu se impun restricții.
  • Corp neliber (legat). este un corp a cărui mișcare este restricționată.
  • Conexiuni- sunt corpuri care impiedica miscarea obiectului luat in considerare (un corp sau un sistem de corpuri).
  • Reacția de comunicare este o forță care caracterizează acțiunea unei legături asupra unui corp rigid. Dacă considerăm ca o acțiune forța cu care un corp rigid acționează asupra unei legături, atunci reacția legăturii este o contraacțiune. În acest caz, forța - acțiune se aplică conexiunii, iar reacția conexiunii este aplicată corpului solid.
  • sistem mecanic este un ansamblu de corpuri sau puncte materiale interconectate.
  • Solid poate fi considerat ca un sistem mecanic, ale cărui poziții și distanța dintre punctele nu se modifică.
  • Putere este o mărime vectorială care caracterizează acțiunea mecanică a unui corp material asupra altuia.
    Forța ca vector este caracterizată de punctul de aplicare, direcția de acțiune și valoarea absolută. Unitatea de măsură pentru modulul de forță este Newton.
  • linie de forţă este linia dreaptă de-a lungul căreia este îndreptat vectorul forță.
  • Putere concentrată este forța aplicată într-un punct.
  • Forțe distribuite (sarcină distribuită)- acestea sunt forte care actioneaza in toate punctele volumului, suprafetei sau lungimii corpului.
    Sarcina distribuită este dată de forța care acționează pe unitatea de volum (suprafață, lungime).
    Dimensiunea sarcinii distribuite este N / m 3 (N / m 2, N / m).
  • Forta externa este o forță care acționează dintr-un corp care nu aparține sistemului mecanic considerat.
  • Forta interioara este o forță care acționează asupra unui punct material al unui sistem mecanic dintr-un alt punct material aparținând sistemului în cauză.
  • Sistemul de forță este totalitatea forțelor care acționează asupra unui sistem mecanic.
  • Sistem plat de forțe este un sistem de forțe ale căror linii de acțiune se află în același plan.
  • Sistemul spațial de forțe este un sistem de forțe ale căror linii de acțiune nu se află în același plan.
  • Sistemul de forțe convergente este un sistem de forțe ale căror linii de acțiune se intersectează într-un punct.
  • Sistem arbitrar de forțe este un sistem de forțe ale căror linii de acțiune nu se intersectează într-un punct.
  • Sisteme de forțe echivalente- acestea sunt sisteme de forțe, a căror înlocuire una cu alta nu schimbă starea mecanică a corpului.
    Denumire acceptată: .
  • Echilibru O stare în care un corp rămâne staționar sau se mișcă uniform în linie dreaptă sub acțiunea forțelor.
  • Sistem echilibrat de forțe- acesta este un sistem de forțe care, atunci când este aplicat unui corp solid liber, nu își schimbă starea mecanică (nu îl dezechilibrează).
    .
  • forță rezultantă este o forță a cărei acțiune asupra unui corp este echivalentă cu acțiunea unui sistem de forțe.
    .
  • Moment de putere este o valoare care caracterizează capacitatea de rotație a forței.
  • Cuplu de putere este un sistem de două forțe paralele egale în valoare absolută direcționate opus.
    Denumire acceptată: .
    Sub acțiunea câtorva forțe, corpul va efectua o mișcare de rotație.
  • Proiecția forței pe axă- acesta este un segment închis între perpendiculare trasate de la începutul și sfârșitul vectorului forță către această axă.
    Proiecția este pozitivă dacă direcția segmentului coincide cu direcția pozitivă a axei.
  • Proiecția forței pe un plan este un vector pe un plan cuprins între perpendicularele trasate de la începutul și sfârșitul vectorului forță pe acest plan.
  • Legea 1 (legea inerției). Un punct material izolat este în repaus sau se mișcă uniform și rectiliniu.
    Mișcarea uniformă și rectilinie a unui punct material este o mișcare prin inerție. Starea de echilibru a unui punct material și a unui corp rigid este înțeleasă nu numai ca stare de repaus, ci și ca o mișcare prin inerție. Pentru un corp rigid, există diferite tipuri de mișcare de inerție, de exemplu, rotația uniformă a unui corp rigid în jurul unei axe fixe.
  • Legea 2. Un corp rigid este în echilibru sub acțiunea a două forțe numai dacă aceste forțe sunt egale ca mărime și sunt direcționate în direcții opuse de-a lungul unei linii comune de acțiune.
    Aceste două forțe se numesc echilibrate.
    În general, se spune că forțele sunt echilibrate dacă corpul rigid căruia i se aplică aceste forțe este în repaus.
  • Legea 3. Fără a încălca starea (cuvântul „stare” înseamnă aici starea de mișcare sau de repaus) a unui corp rigid, se pot adăuga și elimina forțele de echilibrare.
    Consecinţă. Fără a perturba starea unui corp rigid, forța poate fi transferată de-a lungul liniei sale de acțiune în orice punct al corpului.
    Două sisteme de forțe se numesc echivalente dacă unul dintre ele poate fi înlocuit cu altul fără a perturba starea corpului rigid.
  • Legea 4. Rezultanta a două forțe aplicate într-un punct este aplicată în același punct, este egală în valoare absolută cu diagonala paralelogramului construit pe aceste forțe și este îndreptată de-a lungul acestui
    diagonalele.
    Modulul rezultantei este:
  • Legea 5 (legea egalității de acțiune și reacție). Forțele cu care două corpuri acționează unul asupra celuilalt sunt egale ca mărime și sunt direcționate în direcții opuse de-a lungul unei linii drepte.
    Trebuie avut în vedere faptul că acțiune- forta aplicata corpului B, Și opoziţie- forta aplicata corpului DAR, nu sunt echilibrate, deoarece sunt atașate de corpuri diferite.
  • Legea 6 (legea întăririi). Echilibrul unui corp nesolid nu este perturbat atunci când acesta se solidifică.
    Nu trebuie uitat că condițiile de echilibru, care sunt necesare și suficiente pentru un corp rigid, sunt necesare, dar insuficiente pentru corpul nerigid corespunzător.
  • Legea 7 (legea eliberării de obligațiuni). Un corp solid neliber poate fi considerat liber dacă este eliberat mental de legături, înlocuind acțiunea legăturilor cu reacțiile corespunzătoare ale legăturilor.
    Conexiunile și reacțiile lor
  • Suprafață netedă restricționează mișcarea de-a lungul normalului la suprafața de sprijin. Reacția este îndreptată perpendicular pe suprafață.
  • Suport mobil articulat limitează mișcarea corpului de-a lungul normalului la planul de referință. Reacția este direcționată de-a lungul normalei la suprafața suport.
  • Suport fix articulat contracarează orice mișcare într-un plan perpendicular pe axa de rotație.
  • Lansetă articulată fără greutate contracarează mișcarea corpului de-a lungul liniei tijei. Reacția va fi direcționată de-a lungul liniei tijei.
  • Terminare oarbă contracarează orice mișcare și rotație în plan. Actiunea sa poate fi inlocuita cu o forta prezentata sub forma a doua componente si o pereche de forte cu un moment.

Cinematică

Cinematică- o ramură a mecanicii teoretice care se ocupă de generală proprietăți geometrice mișcarea mecanică ca proces care are loc în spațiu și timp. Obiectele în mișcare sunt considerate puncte geometrice sau corpuri geometrice.

    Concepte de bază de cinematică
  • Legea mișcării unui punct (corp) este dependența de timp a poziției unui punct (corp) în spațiu.
  • Traiectoria punctului este locul pozițiilor unui punct din spațiu în timpul mișcării sale.
  • Viteza punctului (corpului).- aceasta este o caracteristică a schimbării în timp a poziției unui punct (corp) în spațiu.
  • Accelerație punct (corp).- aceasta este o caracteristică a schimbării în timp a vitezei unui punct (corp).
    Determinarea caracteristicilor cinematice ale unui punct
  • Traiectoria punctului
    ÎN sistem vectorial traiectoria de referinta este descrisa prin expresia: .
    În sistemul de referință de coordonate, traiectoria este determinată conform legii mișcării punctului și este descrisă de expresiile z = f(x,y)în spațiu, sau y = f(x)- in avion.
    Într-un sistem de referință natural, traiectoria este predeterminată.
  • Determinarea vitezei unui punct dintr-un sistem de coordonate vectoriale
    Când se specifică mișcarea unui punct într-un sistem de coordonate vectoriale, raportul dintre mișcare și intervalul de timp se numește valoarea medie a vitezei în acest interval de timp: .
    Luând intervalul de timp la infinit mărime mică, obțineți valoarea vitezei la un moment dat (valoarea vitezei instantanee): .
    Vector viteza medie este îndreptat de-a lungul vectorului în direcția mișcării punctului, vectorul viteză instantanee este direcționat tangențial la traiectoria în direcția mișcării punctului.
    Ieșire: viteza unui punct este o mărime vectorială egală cu derivata legii mișcării în raport cu timpul.
    Proprietate derivată: derivata în timp a oricărei valori determină rata de modificare a acestei valori.
  • Determinarea vitezei unui punct dintr-un sistem de referință de coordonate
    Rata de modificare a coordonatelor punctului:
    .
    Modulul vitezei maxime a unui punct cu un sistem de coordonate dreptunghiular va fi egal cu:
    .
    Direcția vectorului viteză este determinată de cosinusurile unghiurilor de direcție:
    ,
    unde sunt unghiurile dintre vectorul viteză și axele de coordonate.
  • Determinarea vitezei unui punct dintr-un sistem de referință natural
    Viteza unui punct dintr-un sistem de referință natural este definită ca o derivată a legii de mișcare a unui punct: .
    Conform concluziilor anterioare, vectorul viteză este direcționat tangențial la traiectorie în direcția mișcării punctului și în axe este determinat de o singură proiecție.
    Cinematica corpului rigid
  • În cinematica corpurilor rigide se rezolvă două probleme principale:
    1) sarcina de mișcare și determinarea caracteristicilor cinematice ale corpului în ansamblu;
    2) determinarea caracteristicilor cinematice ale punctelor corpului.
  • Mișcarea de translație a unui corp rigid
    Mișcarea de translație este o mișcare în care o linie dreaptă trasată prin două puncte ale corpului rămâne paralelă cu poziția inițială.
    Teorema: în mișcare de translație, toate punctele corpului se mișcă pe aceleași traiectorii și în fiecare moment de timp au aceeași viteză și accelerație în valoare și direcție absolută.
    Ieșire: mișcare înainte a unui corp rigid este determinată de mișcarea oricăruia dintre punctele sale și, prin urmare, sarcina și studiul mișcării sale sunt reduse la cinematica unui punct.
  • Mișcarea de rotație a unui corp rigid în jurul unei axe fixe
    Mișcarea de rotație a unui corp rigid în jurul unei axe fixe este mișcarea unui corp rigid în care două puncte aparținând corpului rămân nemișcate pe toată durata mișcării.
    Poziția corpului este determinată de unghiul de rotație. Unitatea de măsură pentru un unghi este radianii. (Un radian este unghiul central al unui cerc a cărui lungime a arcului este egală cu raza, unghiul complet al cercului conține radian.)
    Legea mișcării de rotație a unui corp în jurul unei axe fixe.
    Viteza unghiulară și accelerația unghiulară a corpului vor fi determinate prin metoda de diferențiere:
    — viteza unghiulară, rad/s;
    — accelerație unghiulară, rad/s².
    Dacă tăiem corpul cu un plan perpendicular pe axă, alegeți un punct pe axa de rotație DINși un punct arbitrar M, apoi punctul M va descrie în jurul punctului DIN cerc cu raza R. Pe parcursul dt există o rotație elementară prin unghiul , în timp ce punctul M se va deplasa de-a lungul traiectoriei pe o distanţă .
    Modul de viteză liniară:
    .
    accelerație punctuală M cu o traiectorie cunoscută este determinată de componentele sale:
    ,
    Unde .
    Ca rezultat, obținem formule
    accelerație tangențială: ;
    acceleratie normala: .

Dinamica

Dinamica este o ramură a mecanicii teoretice care se ocupă de mișcare mecanică corpuri materiale, în funcție de cauzele care le provoacă.

    Concepte de bază ale dinamicii
  • inerţie este proprietatea corpurilor materiale de a menține o stare de repaus sau uniformă mișcare rectilinie, până forțe externe nu va schimba această stare.
  • Greutate este o măsură cantitativă a inerției unui corp. Unitatea de masă este kilogramul (kg).
  • Punct material este un corp cu o masă ale cărui dimensiuni sunt neglijate în rezolvarea acestei probleme.
  • Centrul de masă al unui sistem mecanic este un punct geometric ale cărui coordonate sunt determinate de formulele:

    Unde m k , x k , y k , z k- masa si coordonatele k- acel punct al sistemului mecanic, m este masa sistemului.
    Într-un câmp uniform de greutate, poziția centrului de masă coincide cu poziția centrului de greutate.
  • Momentul de inerție al unui corp material în jurul axei este o măsură cantitativă a inerției în timpul mișcării de rotație.
    Momentul de inerție al unui punct material în jurul axei este egal cu produsul dintre masa punctului și pătratul distanței punctului față de axă:
    .
    Momentul de inerție al sistemului (corpului) în jurul axei este egal cu suma aritmetică a momentelor de inerție ale tuturor punctelor:
  • Forța de inerție a unui punct material este o mărime vectorială egală în valoare absolută cu produsul dintre masa unui punct și modulul de accelerație și direcționată opus vectorului accelerație:
  • Forța de inerție a unui corp material este o mărime vectorială egală în valoare absolută cu produsul dintre masa corporală și modulul de accelerație al centrului de masă al corpului și îndreptată opus vectorului de accelerație al centrului de masă: ,
    unde este accelerația centrului de masă al corpului.
  • Impulsul de forță elementară este o mărime vectorială egală cu produsul vectorului forță cu un interval de timp infinitezimal dt:
    .
    Impulsul total al forței pentru Δt este egal cu integrala impulsurilor elementare:
    .
  • Munca elementară de forță este un scalar dA, egal cu scalarul

În cadrul oricărui curs de pregatire Studiul fizicii începe cu mecanica. Nu din teoretic, nu din aplicat și nu din calcul, ci din mecanică clasică veche. Această mecanică este numită și mecanică newtoniană. Potrivit legendei, un om de știință se plimba prin grădină, a văzut un măr căzând și tocmai acest fenomen l-a determinat să descopere legea gravitatie. Desigur, legea a existat dintotdeauna, iar Newton i-a dat doar o formă pe înțelesul oamenilor, dar meritul lui este neprețuit. În acest articol, nu vom descrie legile mecanicii newtoniene cât mai detaliat posibil, dar vom schița elementele de bază, cunoștințele de bază, definițiile și formulele care vă pot juca întotdeauna.

Mecanica este o ramură a fizicii, o știință care studiază mișcarea corpurilor materiale și interacțiunile dintre ele.

Cuvântul în sine are origine greacăși se traduce prin „arta de a construi mașini”. Dar înainte de a construi mașini, mai avem un drum lung de parcurs, așa că haideți să călcăm pe urmele strămoșilor noștri și vom studia mișcarea pietrelor aruncate în unghi față de orizont și a merelor care cad pe capete de la o înălțime h.


De ce începe studiul fizicii cu mecanica? Pentru că este complet firesc, să nu o pornim de la echilibrul termodinamic?!

Mecanica este una dintre cele mai vechi științe, iar din punct de vedere istoric, studiul fizicii a început tocmai cu bazele mecanicii. Plasați în cadrul timpului și al spațiului, oamenii, de fapt, nu puteau pleca de la altceva, oricât de mult și-ar fi dorit. Corpurile în mișcare sunt primul lucru la care acordăm atenție.

Ce este mișcarea?

Mișcarea mecanică este o modificare a poziției corpurilor în spațiu unul față de celălalt în timp.

După această definiție, ajungem în mod firesc la conceptul de cadru de referință. Schimbarea poziției corpurilor în spațiu unul față de celălalt. Cuvinte cheie aici: relativ unul față de celălalt . La urma urmei, un pasager într-o mașină se mișcă față de o persoană care stă pe marginea drumului cu o anumită viteză și se odihnește față de vecinul său pe un scaun din apropiere și se deplasează cu o altă viteză față de un pasager într-o mașină care ii depaseste.


De aceea, pentru a măsura în mod normal parametrii obiectelor în mișcare și a nu ne confunda, avem nevoie sistem de referință - corp de referință interconectat rigid, sistem de coordonate și ceas. De exemplu, pământul se mișcă în jurul soarelui într-un cadru de referință heliocentric. În viața de zi cu zi, efectuăm aproape toate măsurătorile noastre într-un sistem de referință geocentric asociat cu Pământul. Pământul este un corp de referință în raport cu care se deplasează mașini, avioane, oameni, animale.


Mecanica, ca știință, are propria sa sarcină. Sarcina mecanicii este de a cunoaște în orice moment poziția corpului în spațiu. Cu alte cuvinte, mecanica construiește o descriere matematică a mișcării și găsește conexiuni între mărimi fizice caracterizând-o.

Pentru a merge mai departe, avem nevoie de noțiunea de „ punct material ". Ei spun că fizica este o știință exactă, dar fizicienii știu câte aproximări și presupuneri trebuie făcute pentru a fi de acord cu exactitatea aceasta. Nimeni nu a văzut vreodată un punct material sau a adulmecat un gaz ideal, dar ele există! Doar că sunt mult mai ușor de trăit cu ele.

Un punct material este un corp a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate în contextul acestei probleme.

Secţiuni de mecanică clasică

Mecanica este formată din mai multe secțiuni

  • Cinematică
  • Dinamica
  • Statică

Cinematică din punct de vedere fizic, studiază exact modul în care se mișcă corpul. Cu alte cuvinte, această secțiune tratează caracteristicile cantitative ale mișcării. Găsiți viteza, calea - sarcini tipice ale cinematicii

Dinamica rezolvă întrebarea de ce se mișcă așa cum o face. Adică ia în considerare forțele care acționează asupra corpului.

Statică studiază echilibrul corpurilor sub acțiunea forțelor, adică răspunde la întrebarea: de ce nu cade deloc?

Limitele de aplicabilitate ale mecanicii clasice

Mecanica clasică nu mai pretinde a fi o știință care explică totul (la începutul secolului trecut, totul era complet diferit) și are un domeniu clar de aplicabilitate. În general, legile mecanicii clasice sunt valabile pentru lumea cunoscută nouă în ceea ce privește dimensiunea (macrolume). Ele încetează să funcționeze în cazul lumii particulelor, când mecanica clasică este înlocuită cu mecanica cuantică. De asemenea, mecanica clasică este inaplicabilă cazurilor în care mișcarea corpurilor are loc la o viteză apropiată de viteza luminii. În astfel de cazuri, efectele relativiste devin pronunțate. Aproximativ vorbind, în cadrul mecanicii cuantice și relativiste - mecanica clasică, acesta este un caz special când dimensiunile corpului sunt mari, iar viteza este mică.


În general, efectele cuantice și relativiste nu dispar niciodată; ele au loc și în timpul mișcării obișnuite a corpurilor macroscopice la o viteză mult mai mică decât viteza luminii. Un alt lucru este că acțiunea acestor efecte este atât de mică încât nu depășește cele mai precise măsurători. Mecanica clasică nu își va pierde niciodată importanța fundamentală.

Vom continua să studiem bazele fizice ale mecanicii în articolele viitoare. Pentru o mai bună înțelegere a mecanicii, vă puteți referi oricând la autorii noștri, care aruncă în mod individual lumină asupra punctului întunecat al celei mai dificile sarcini.

  • Aizenberg T.B., Voronkov I.M., Osetsky V.M. mecanică teoretică(ediția a 6-a). M.: liceu, 1968 (djvu)
  • Aizerman M.A. Mecanica clasică (ed. a II-a). Moscova: Nauka, 1980 (djvu)
  • Aleshkevich V.A., Dedenko L.G., Karavaev V.A. Mecanica unui corp rigid. Prelegeri. Moscova: Facultatea de Fizică, Universitatea de Stat din Moscova, 1997 (djvu)
  • Amelkin N.I. Cinematica și dinamica unui corp rigid, Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova, 2000 (pdf)
  • Appel P. Mecanica teoretică. Volumul 1. Statistici. Dinamica punctului. Moscova: Fizmatlit, 1960 (djvu)
  • Appel P. Mecanica teoretică. Volumul 2. Dinamica sistemului. Mecanica analitica. Moscova: Fizmatlit, 1960 (djvu)
  • Arnold V.I. Numitori mici și probleme de stabilitate a mișcării în mecanica clasică și cerească. Progrese în științe matematice vol. XVIII, nr. 6 (114), pp91-192, 1963 (djvu)
  • Arnold V.I., Kozlov V.V., Neishtadt A.I. Aspecte matematice ale mecanicii clasice și cerești. M.: VINITI, 1985 (djvu)
  • Barinova M.F., Golubeva O.V. Probleme și exerciții de mecanică clasică. M.: Mai sus. scoala, 1980 (djvu)
  • Bat M.I., Dzhanelidze G.Yu., Kelzon A.S. Mecanica teoretică în exemple și probleme. Volumul 1: Statică și cinematică (ediția a 5-a). Moscova: Nauka, 1967 (djvu)
  • Bat M.I., Dzhanelidze G.Yu., Kelzon A.S. Mecanica teoretică în exemple și probleme. Volumul 2: Dinamica (ediția a III-a). Moscova: Nauka, 1966 (djvu)
  • Bat M.I., Dzhanelidze G.Yu., Kelzon A.S. Mecanica teoretică în exemple și probleme. Volumul 3: Capitole speciale de mecanică. Moscova: Nauka, 1973 (djvu)
  • Bekshaev S.Ya., Fomin V.M. Fundamentele teoriei oscilațiilor. Odesa: OGASA, 2013 (pdf)
  • Belenky I.M. Introducere în mecanica analitică. M.: Mai sus. scoala, 1964 (djvu)
  • Berezkin E.N. Curs de mecanică teoretică (ed. a II-a). M.: Ed. Universitatea de Stat din Moscova, 1974 (djvu)
  • Berezkin E.N. Mecanica teoretică. Ghid (ed. a 3-a). M.: Ed. Universitatea de Stat din Moscova, 1970 (djvu)
  • Berezkin E.N. Rezolvarea problemelor de mecanică teoretică, partea 1. M.: Izd. Universitatea de Stat din Moscova, 1973 (djvu)
  • Berezkin E.N. Rezolvarea problemelor în mecanică teoretică, partea a 2-a. M.: Izd. Universitatea de Stat din Moscova, 1974 (djvu)
  • Berezova O.A., Drushlyak G.E., Solodovnikov R.V. Mecanica teoretică. Colectarea sarcinilor. Kiev: școala Vishcha, 1980 (djvu)
  • Biderman V.L. Teorie vibratii mecanice. M.: Mai sus. scoala, 1980 (djvu)
  • Bogolyubov N.N., Mitropolsky Yu.A., Samoilenko A.M. Metoda convergenței accelerate în mecanică neliniară. Kiev: Nauk. gând, 1969 (djvu)
  • Brazhnichenko N.A., Kan V.L. et al. Culegere de probleme de mecanică teoretică (ediția a II-a). Moscova: Școala superioară, 1967 (djvu)
  • Butenin N.V. Introducere în mecanica analitică. Moscova: Nauka, 1971 (djvu)
  • Butenin N.V., Lunts Ya.L., Merkin D.R. Curs de mecanică teoretică. Volumul 1. Statică și cinematică (ediția a III-a). M.: Nauka, 1979 (djvu)
  • Butenin N.V., Lunts Ya.L., Merkin D.R. Curs de mecanică teoretică. Volumul 2. Dinamica (ediția a II-a). M.: Nauka, 1979 (djvu)
  • Buchholz N.N. Curs de bază de mecanică teoretică. Volumul 1: Cinematica, statica, dinamica unui punct material (ediția a VI-a). Moscova: Nauka, 1965 (djvu)
  • Buchholz N.N. Curs de bază de mecanică teoretică. Volumul 2: Dinamica unui sistem de puncte materiale (ediția a IV-a). Moscova: Nauka, 1966 (djvu)
  • Buchholz N.N., Voronkov I.M., Minakov A.P. Culegere de probleme de mecanică teoretică (ediția a III-a). M.-L.: GITTL, 1949 (djvu)
  • Vallee Poussin C.-J. Prelegeri de mecanică teoretică, volumul 1. M.: GIIL, 1948 (djvu)
  • Vallee Poussin C.-J. Prelegeri de mecanică teoretică, volumul 2. M.: GIIL, 1949 (djvu)
  • Webster A.G. Mecanica punctelor materiale de solide, elastice și corpuri lichide(prelegeri de fizică matematică). L.-M.: GTTI, 1933 (djvu)
  • Veretennikov V.G., Sinitsyn V.A. Metoda de acțiune variabilă (ediția a 2-a). Moscova: Fizmatlit, 2005 (djvu)
  • Veselovsky I.N. Dinamica. M.-L.: GITTL, 1941 (djvu)
  • Veselovsky I.N. Culegere de probleme de mecanică teoretică. M.: GITTL, 1955 (djvu)
  • Wittenburg J. Dinamica sistemelor corpurilor solide. M.: Mir, 1980 (djvu)
  • Voronkov I.M. Curs de mecanică teoretică (ediția a XI-a). Moscova: Nauka, 1964 (djvu)
  • Ganiev R.F., Kononenko V.O. Oscilații ale corpurilor rigide. M.: Nauka, 1976 (djvu)
  • Gantmakher F.R. Prelegeri de mecanică analitică. M.: Nauka, 1966 (ediția a II-a) (djvu)
  • Gernet M.M. Curs de mecanică teoretică. M.: Vyssh.shkola (ediția a treia), 1973 (djvu)
  • Geronimus Ya.L. Mecanica teoretică (eseuri asupra principalelor prevederi). Moscova: Nauka, 1973 (djvu)
  • Hertz G. Principiile mecanicii expuse într-o nouă conexiune. Moscova: Academia de Științe a URSS, 1959 (djvu)
  • Goldstein G. Mecanica clasică. Moscova: Gostekhizdat, 1957 (djvu)
  • Golubeva O.V. Mecanica teoretică. M.: Mai sus. scoala, 1968 (djvu)
  • Dimentberg F.M. Calcul șurubului și aplicațiile sale în mecanică. Moscova: Nauka, 1965 (djvu)
  • Dobronravov V.V. Fundamentele mecanicii analitice. Moscova: Școala superioară, 1976 (djvu)
  • Zhirnov N.I. Mecanica clasica. M.: Iluminismul, 1980 (djvu)
  • Jukovski N.E. Mecanica teoretică (ediția a II-a). M.-L.: GITTL, 1952 (djvu)
  • Zhuravlev V.F. Bazele mecanicii. Aspecte metodice. Moscova: Institutul pentru Probleme în Mecanică RAS (preprint N 251), 1985 (djvu)
  • Zhuravlev V.F. Fundamentele mecanicii teoretice (ediția a II-a). M.: Fizmatlit, 2001 (djvu)
  • Zhuravlev V.F., Klimov D.M. Metode aplicate în teoria oscilațiilor. Moscova: Nauka, 1988 (djvu)
  • Zubov V.I., Ermolin V.S. și alte Dinamica unui corp rigid liber și definirea orientării sale în spațiu. L.: Universitatea de Stat din Leningrad, 1968 (djvu)
  • Zubov V.G. Mecanica. Seria „Principii de fizică”. Moscova: Nauka, 1978 (djvu)
  • Istoria mecanicii sistemelor giroscopice. Moscova: Nauka, 1975 (djvu)
  • Ishlinsky A.Yu. (ed.). Mecanica teoretică. Litere de denumire a cantităților. Problema. 96. M: Science, 1980 (djvu)
  • Ishlinsky A.Yu., Borzov V.I., Stepanenko N.P. Culegere de probleme și exerciții despre teoria giroscoapelor. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1979 (djvu)
  • Kabalsky M.M., Krivoshey V.D., Savitsky N.I., Ceaikovski G.N. Probleme tipice de mecanică teoretică și metode de rezolvare a acestora. Kiev: GITL al RSS Ucrainei, 1956 (djvu)
  • Kilchevsky N.A. Curs de mecanică teoretică, v.1: cinematică, statică, dinamică a punctelor, (ed. a II-a), M.: Nauka, 1977 (djvu)
  • Kilchevsky N.A. Curs de mecanică teoretică, v.2: dinamica sistemelor, mecanică analitică, elemente de teoria potențialului, mecanică a continuumului, relativitate specială și generală, M.: Nauka, 1977 (djvu)
  • Kirpichev V.L. Conversații despre mecanică. M.-L.: GITTL, 1950 (djvu)
  • Klimov D.M. (ed.). Probleme de mecanică: Sat. articole. La aniversarea a 90 de ani de la nașterea lui A. Yu. Ishlinsky. Moscova: Fizmatlit, 2003 (djvu)
  • Kozlov V.V. Metode de analiză calitativă în dinamica corpului rigid (ed. a II-a). Izhevsk: Centrul de cercetare „Dinamica regulată și haotică”, 2000 (djvu)
  • Kozlov V.V. Simetrii, topologie și rezonanțe în mecanica hamiltoniană. Izhevsk: Editura Statului Udmurt. universitate, 1995 (djvu)
  • Kosmodemyansky A.A. Curs de mecanică teoretică. Partea I. M.: Iluminarea, 1965 (djvu)
  • Kosmodemyansky A.A. Curs de mecanică teoretică. Partea a II-a. M.: Iluminismul, 1966 (djvu)
  • Kotkin G.L., Serbo V.G. Culegere de probleme în mecanica clasică (ed. a II-a). Moscova: Nauka, 1977 (djvu)
  • Kragelsky I.V., Shchedrov V.S. Dezvoltarea științei frecării. Frecare uscată. M.: AN SSSR, 1956 (djvu)
  • Lagrange J. Mecanica analitica, volumul 1. M.-L.: GITTL, 1950 (djvu)
  • Lagrange J. Mecanica analitica, volumul 2. M.-L.: GITTL, 1950 (djvu)
  • Lamb G. Mecanica teoretică. Volumul 2. Dinamica. M.-L.: GTTI, 1935 (djvu)
  • Lamb G. Mecanica teoretică. Volumul 3. Mai mult întrebări dificile. M.-L.: ONTI, 1936 (djvu)
  • Levi-Civita T., Amaldi U. Curs de mecanică teoretică. Volumul 1, partea 1: Cinematica, principiile mecanicii. M.-L.: NKTL URSS, 1935 (djvu)
  • Levi-Civita T., Amaldi U. Curs de mecanică teoretică. Volumul 1, partea 2: Cinematică, principii de mecanică, statică. M .: Din-în străină. Literatură, 1952 (djvu)
  • Levi-Civita T., Amaldi U. Curs de mecanică teoretică. Volumul 2, partea 1: Dinamica sistemelor cu un număr finit de grade de libertate. M .: Din-în străină. Literatură, 1951 (djvu)
  • Levi-Civita T., Amaldi U. Curs de mecanică teoretică. Volumul 2, partea 2: Dinamica sistemelor cu un număr finit de grade de libertate. M .: Din-în străină. Literatură, 1951 (djvu)
  • Leach J.W. Mecanica clasica. M.: Străin. literatură, 1961 (djvu)
  • Lunts Ya.L. Introducere în teoria giroscoapelor. M.: Nauka, 1972 (djvu)
  • Lurie A.I. Mecanica analitica. M.: GIFML, 1961 (djvu)
  • Lyapunov A.M. Problema generală a stabilității mișcării. M.-L.: GITTL, 1950 (djvu)
  • Markeev A.P. Dinamica unui corp în contact cu o suprafață solidă. M.: Nauka, 1992 (djvu)
  • Markeev A.P. Mecanica teoretică, ediția a II-a. Izhevsk: RHD, 1999 (djvu)
  • Martynyuk A.A. Stabilitate de conducere sisteme complexe. Kiev: Nauk. dumka, 1975 (djvu)
  • Merkin D.R. Introducere în mecanica filetului flexibil. Moscova: Nauka, 1980 (djvu)
  • Mecanica în URSS de 50 de ani. Volumul 1. Mecanica generala si aplicata. Moscova: Nauka, 1968 (djvu)
  • Metelitsyn I.I. Teoria giroscopului. Teoria stabilității. Lucrări alese. Moscova: Nauka, 1977 (djvu)
  • Meshchersky I.V. Culegere de probleme de mecanică teoretică (ediția a 34-a). Moscova: Nauka, 1975 (djvu)
  • Misyurev M.A. Metode de rezolvare a problemelor de mecanică teoretică. Moscova: Școala superioară, 1963 (djvu)
  • Moiseev N.N. Metode asimptotice mecanică neliniară. Moscova: Nauka, 1969 (djvu)
  • Neimark Yu.I., Fufaev N.A. Dinamica sistemelor nonholonomice. Moscova: Nauka, 1967 (djvu)
  • Nekrasov A.I. Curs de mecanică teoretică. Volumul 1. Statica si cinematica (ed. a VI-a) M.: GITTL, 1956 (djvu)
  • Nekrasov A.I. Curs de mecanică teoretică. Volumul 2. Dinamica (ed. a II-a) M.: GITTL, 1953 (djvu)
  • Nikolai E.L. Giroscopul și unele dintre aplicațiile sale tehnice într-o prezentare publică. M.-L.: GITTL, 1947 (djvu)
  • Nikolai E.L. Teoria giroscoapelor. L.-M.: GITTL, 1948 (djvu)
  • Nikolai E.L. Mecanica teoretică. Partea I. Statica. Cinematica (ediția a douăzecea). M.: GIFML, 1962 (djvu)
  • Nikolai E.L. Mecanica teoretică. Partea a II-a. Dinamica (ediția a treisprezecea). M.: GIFML, 1958 (djvu)
  • Novoselov V.S. Metode variaționale în mecanică. L .: Editura Universității de Stat din Leningrad, 1966 (djvu)
  • Olhovsky I.I. Curs de mecanică teoretică pentru fizicieni. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 1978 (djvu)
  • Olhovsky I.I., Pavlenko Yu.G., Kuzmenkov L.S. Probleme de mecanică teoretică pentru fizicieni. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 1977 (djvu)
  • Pars L.A. Dinamica analitică. Moscova: Nauka, 1971 (djvu)
  • Perelman Ya.I. Mecanica de divertisment (ediția a IV-a). M.-L.: ONTI, 1937 (djvu)
  • Plank M. Introducere în fizica teoretică. Prima parte. Mecanica generala (editia a II-a). M.-L.: GTTI, 1932 (djvu)
  • Polak L.S. (ed.) Principii variaționale ale mecanicii. Culegere de articole ale clasicilor științei. Moscova: Fizmatgiz, 1959 (djvu)
  • Poincare A. Prelegeri de mecanică cerească. Moscova: Nauka, 1965 (djvu)
  • Poincare A. Mecanici noi. Evolutia legilor. M.: Probleme contemporane: 1913 (djvu)
  • Rose N.V. (ed.) Mecanica teoretică. Partea 1. Mecanica unui punct material. L.-M.: GTTI, 1932 (djvu)
  • Rose N.V. (ed.) Mecanica teoretică. Partea 2. Mecanica unui sistem de materiale și a unui corp rigid. L.-M.: GTTI, 1933 (djvu)
  • Rosenblat G.M. Frecare uscată în probleme și soluții. M.-Izhevsk: RHD, 2009 (pdf)
  • Rubanovsky V.N., Samsonov V.A. Stabilitatea mișcărilor staționare în exemple și probleme. M.-Izhevsk: RHD, 2003 (pdf)
  • Samsonov V.A. Note de curs despre mecanică. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 2015 (pdf)
  • Zahăr N.F. Curs de mecanică teoretică. M.: Mai sus. scoala, 1964 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 1. M.: Vyssh. scoala, 1968 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 2. M.: Vyssh. scoala, 1971 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 3. M.: Vyssh. scoala, 1972 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 4. M.: Vyssh. scoala, 1974 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 5. M.: Vyssh. scoala, 1975 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 6. M.: Vyssh. scoala, 1976 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 7. M.: Vyssh. scoala, 1976 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 8. M.: Vyssh. scoala, 1977 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 9. M.: Vyssh. scoala, 1979 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 10. M.: Vyssh. scoala, 1980 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 11. M.: Vyssh. scoala, 1981 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 12. M.: Vyssh. scoala, 1982 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 13. M.: Vyssh. scoala, 1983 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 14. M.: Vyssh. scoala, 1983 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 15. M.: Vyssh. scoala, 1984 (djvu)
  • Culegere de articole științifice și metodice despre mecanica teoretică. Numărul 16. M.: Vyssh. scoala, 1986

Ca parte a oricărui curriculum, studiul fizicii începe cu mecanica. Nu din teoretic, nu din aplicat și nu din calcul, ci din mecanică clasică veche. Această mecanică este numită și mecanică newtoniană. Potrivit legendei, omul de știință se plimba prin grădină, a văzut un măr căzând și tocmai acest fenomen l-a determinat să descopere legea gravitației universale. Desigur, legea a existat dintotdeauna, iar Newton i-a dat doar o formă pe înțelesul oamenilor, dar meritul lui este neprețuit. În acest articol, nu vom descrie legile mecanicii newtoniene cât mai detaliat posibil, dar vom schița elementele de bază, cunoștințele de bază, definițiile și formulele care vă pot juca întotdeauna.

Mecanica este o ramură a fizicii, o știință care studiază mișcarea corpurilor materiale și interacțiunile dintre ele.

Cuvântul în sine este de origine greacă și se traduce prin „arta de a construi mașini”. Dar înainte de a construi mașini, mai avem un drum lung de parcurs, așa că haideți să călcăm pe urmele strămoșilor noștri și vom studia mișcarea pietrelor aruncate în unghi față de orizont și a merelor care cad pe capete de la o înălțime h.


De ce începe studiul fizicii cu mecanica? Pentru că este complet firesc, să nu o pornim de la echilibrul termodinamic?!

Mecanica este una dintre cele mai vechi științe, iar din punct de vedere istoric, studiul fizicii a început tocmai cu bazele mecanicii. Plasați în cadrul timpului și al spațiului, oamenii, de fapt, nu puteau pleca de la altceva, oricât de mult și-ar fi dorit. Corpurile în mișcare sunt primul lucru la care acordăm atenție.

Ce este mișcarea?

Mișcarea mecanică este o modificare a poziției corpurilor în spațiu unul față de celălalt în timp.

După această definiție, ajungem în mod firesc la conceptul de cadru de referință. Schimbarea poziției corpurilor în spațiu unul față de celălalt. Cuvinte cheie aici: relativ unul față de celălalt . La urma urmei, un pasager într-o mașină se mișcă față de o persoană care stă pe marginea drumului cu o anumită viteză și se odihnește față de vecinul său pe un scaun din apropiere și se deplasează cu o altă viteză față de un pasager într-o mașină care ii depaseste.


De aceea, pentru a măsura în mod normal parametrii obiectelor în mișcare și a nu ne confunda, avem nevoie sistem de referință - corp de referință interconectat rigid, sistem de coordonate și ceas. De exemplu, pământul se mișcă în jurul soarelui într-un cadru de referință heliocentric. În viața de zi cu zi, efectuăm aproape toate măsurătorile noastre într-un sistem de referință geocentric asociat cu Pământul. Pământul este un corp de referință în raport cu care se deplasează mașini, avioane, oameni, animale.


Mecanica, ca știință, are propria sa sarcină. Sarcina mecanicii este de a cunoaște în orice moment poziția corpului în spațiu. Cu alte cuvinte, mecanica construiește o descriere matematică a mișcării și găsește conexiuni între mărimile fizice care o caracterizează.

Pentru a merge mai departe, avem nevoie de noțiunea de „ punct material ". Ei spun că fizica este o știință exactă, dar fizicienii știu câte aproximări și presupuneri trebuie făcute pentru a fi de acord cu exactitatea aceasta. Nimeni nu a văzut vreodată un punct material sau a adulmecat un gaz ideal, dar ele există! Doar că sunt mult mai ușor de trăit cu ele.

Un punct material este un corp a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate în contextul acestei probleme.

Secţiuni de mecanică clasică

Mecanica este formată din mai multe secțiuni

  • Cinematică
  • Dinamica
  • Statică

Cinematică din punct de vedere fizic, studiază exact modul în care se mișcă corpul. Cu alte cuvinte, această secțiune tratează caracteristicile cantitative ale mișcării. Găsiți viteza, calea - sarcini tipice ale cinematicii

Dinamica rezolvă întrebarea de ce se mișcă așa cum o face. Adică ia în considerare forțele care acționează asupra corpului.

Statică studiază echilibrul corpurilor sub acțiunea forțelor, adică răspunde la întrebarea: de ce nu cade deloc?

Limitele de aplicabilitate ale mecanicii clasice

Mecanica clasică nu mai pretinde a fi o știință care explică totul (la începutul secolului trecut, totul era complet diferit) și are un domeniu clar de aplicabilitate. În general, legile mecanicii clasice sunt valabile pentru lumea cunoscută nouă în ceea ce privește dimensiunea (macrolume). Ele încetează să funcționeze în cazul lumii particulelor, când mecanica clasică este înlocuită cu mecanica cuantică. De asemenea, mecanica clasică este inaplicabilă cazurilor în care mișcarea corpurilor are loc la o viteză apropiată de viteza luminii. În astfel de cazuri, efectele relativiste devin pronunțate. Aproximativ vorbind, în cadrul mecanicii cuantice și relativiste - mecanica clasică, acesta este un caz special când dimensiunile corpului sunt mari, iar viteza este mică.


În general, efectele cuantice și relativiste nu dispar niciodată; ele au loc și în timpul mișcării obișnuite a corpurilor macroscopice la o viteză mult mai mică decât viteza luminii. Un alt lucru este că acțiunea acestor efecte este atât de mică încât nu depășește cele mai precise măsurători. Mecanica clasică nu își va pierde niciodată importanța fundamentală.

Vom continua să studiem bazele fizice ale mecanicii în articolele viitoare. Pentru o mai bună înțelegere a mecanicii, vă puteți referi oricând la autorii noștri, care aruncă în mod individual lumină asupra punctului întunecat al celei mai dificile sarcini.

Acțiune