≡× MENÜ

• Vízellátás
• Szivattyúk
• Víz tisztítás
• Wells
• Szűrők

A klasszikus mechanika elmélete. Iskolás ismeretek formálása a fizikai elmélet felépítéséről. Működési elv a klasszikus mechanikában

Lásd még: Portál: Fizika

Klasszikus mechanika- a mechanika típusa (a fizika olyan ága, amely a testek térbeli helyzetének időbeli változásának törvényeit és ennek okait vizsgálja), a Newton-törvények és a Galilei-féle relativitáselv alapján. Ezért gyakran nevezik „ Newtoni mechanika».

A klasszikus mechanika a következőkre osztható:

• statika (amely figyelembe veszi a testek egyensúlyát)
• kinematika (amely a mozgás geometriai tulajdonságait vizsgálja anélkül, hogy figyelembe venné annak okait)
• dinamika (amely a testek mozgásával foglalkozik).

A klasszikus mechanika formális matematikai leírásának több egyenértékű módja van:

• Lagrangi formalizmus
• Hamiltoni formalizmus

A klasszikus mechanika nagyon pontos eredményeket ad, ha alkalmazása olyan testekre korlátozódik, amelyek sebessége sokkal kisebb, mint a fénysebesség, és amelyek mérete jóval nagyobb, mint az atomok és molekulák mérete. A klasszikus mechanika tetszőleges sebességgel mozgó testekre történő általánosítása a relativisztikus mechanika, az atomokéhoz hasonló méretekkel rendelkező testekre pedig a kvantummechanika. A kvantumtérelmélet a kvantumrelativisztikus hatásokkal foglalkozik.

A klasszikus mechanika azonban megtartja jelentőségét, mert:

1. sokkal könnyebben érthető és használható, mint más elméletek
2. széles körben elég jól leírja a valóságot.

A klasszikus mechanika felhasználható olyan tárgyak mozgásának leírására, mint például a forgólap és a baseball, számos csillagászati ​​objektum (például bolygók és galaxisok), sőt néha még sok mikroszkopikus objektum, például molekulák is.

A klasszikus mechanika önkonzisztens elmélet, vagyis keretein belül nincsenek egymásnak ellentmondó állítások. Más klasszikus elméletekkel, például a klasszikus elektrodinamikával és termodinamikával való kombinációja azonban feloldhatatlan ellentmondások megjelenéséhez vezet. A klasszikus elektrodinamika különösen azt jósolja, hogy a fény sebessége minden megfigyelő számára állandó, ami összeegyeztethetetlen a klasszikus mechanikával. A 20. század elején ez egy speciális relativitáselmélet megalkotásának szükségességéhez vezetett. Ha a termodinamikával együtt vizsgáljuk, a klasszikus mechanika a Gibbs-paradoxonhoz vezet, amelyben lehetetlen pontosan meghatározni az entrópia mértékét, és egy ultraibolya katasztrófához, amelyben a fekete testnek végtelen mennyiségű energiát kell kibocsátania. A problémák megoldására tett kísérletek a kvantummechanika megjelenéséhez és fejlődéséhez vezettek.

Alapfogalmak

A klasszikus mechanika több alapfogalommal és modellel operál. Ezek közül kiemelendő:

Alaptörvények

Galilei relativitás elve

A klasszikus mechanika alapelve a relativitás elve, amelyet G. Galileo empirikus megfigyelései alapján fogalmazott meg. Ezen elv szerint végtelenül sok olyan vonatkoztatási rendszer létezik, amelyben egy szabad test nyugalomban van, vagy abszolút értékben és irányban állandó sebességgel mozog. Ezeket a vonatkoztatási rendszereket inerciálisnak nevezzük, és egymáshoz képest egyenletesen és egyenes vonalúan mozognak. Minden inerciális vonatkoztatási rendszerben a tér és az idő tulajdonságai azonosak, és minden folyamatban mechanikai rendszerek ah ugyanazoknak a törvényeknek engedelmeskedni. Ez az elv úgy is megfogalmazható, mint az abszolút vonatkoztatási keretek hiánya, vagyis olyan vonatkoztatási keretek, amelyek valamilyen módon megkülönböztethetők a többihez képest.

Newton törvényei

A klasszikus mechanika alapja Newton három törvénye.

Newton második törvénye nem elegendő a részecske mozgásának leírására. Ezenkívül szükség van az erő leírására, amelyet a test részt vevő fizikai kölcsönhatás lényegének figyelembevételéből nyerünk.

Az energiamegmaradás törvénye

Az energiamegmaradás törvénye a Newton-törvények következménye zárt konzervatív rendszerekre, vagyis olyan rendszerekre, amelyekben csak konzervatív erők hatnak. Alapvetőbb szempontból kapcsolat van az energia megmaradás törvénye és az idő homogenitása között, amelyet Noether tétele fejez ki.

Túl a Newton-törvények alkalmazhatóságán

A klasszikus mechanika magában foglalja a kiterjesztett, nem pontszerű objektumok összetett mozgásainak leírását is. Az Euler-törvények a Newton-törvények kiterjesztését biztosítják erre a területre. A szögimpulzus fogalma ugyanazokon a matematikai módszereken alapul, mint az egydimenziós mozgás leírására.

A rakéta mozgásegyenletei kiterjesztik a sebesség fogalmát, amikor egy tárgy impulzusa idővel változik, hogy figyelembe vegyék az olyan hatásokat, mint a tömegvesztés. A klasszikus mechanikának két fontos alternatív megfogalmazása létezik: a Lagrange-mechanika és a Hamilton-mechanika. Ezek és más modern megfogalmazások hajlamosak megkerülni az „erő” fogalmát, és más fizikai mennyiségeket, például energiát vagy cselekvést hangsúlyoznak a mechanikai rendszerek leírására.

A fenti kifejezések a lendület és kinetikus energia csak akkor érvényes, ha nincs jelentős elektromágneses hozzájárulás. Az elektromágnesességben Newton második törvénye az áramvezető vezetékre sérül, ha nem tartalmazza a hozzájárulást elektromágneses mező a rendszer lendületébe a Poynting-vektor osztva c 2, hol c a fény sebessége a szabad térben.

Történelem

Ókori idő

A klasszikus mechanika az ókorban keletkezett, elsősorban az építkezés során felmerülő problémák miatt. A mechanika fejlesztendő szakaszai közül elsőként a statika volt, melynek alapjait Arkhimédész művei rakták le a Kr. e. 3. században. NS. Megfogalmazta a kar szabályát, a párhuzamos erők összeadásának tételét, bevezette a súlypont fogalmát, megalapozta a hidrosztatikát (Archimédész erő).

Középkorú

Új idő

17. század

XVIII század

19. század

A 19. században az analitikus mechanika fejlődése Osztrogradszkij, Hamilton, Jacobi, Hertz és mások munkáiban zajlik, az oszcillációelméletben Routh, Zsukovszkij és Ljapunov dolgozta ki a mechanikai rendszerek stabilitásának elméletét. Coriolis úgy fejlesztette ki a relatív mozgás elméletét, hogy bebizonyította a gyorsulás komponensekre bontásának tételét. A 19. század második felében a kinematika a mechanika külön részévé vált.

A kontinuummechanika terén elért előrelépések különösen a XIX. Navier és Cauchy benne általános forma megfogalmazta a rugalmasságelmélet egyenleteit. Navier és Stokes munkáiban hidrodinamikai differenciálegyenleteket kaptak a folyadék viszkozitásának figyelembevételével. Ezzel párhuzamosan elmélyülnek az ismeretek az ideális folyadék hidrodinamikájában: megjelennek Helmholtz örvénylések, Kirchhoff, Zsukovszkij és Reynolds turbulenciáról, Prandtl határhatásokról szóló munkái. Saint-Venant matematikai modellt dolgozott ki, amely leírja a fémek plasztikus tulajdonságait.

Legújabb idő

A XX. században a kutatók érdeklődése a klasszikus mechanika területén a nemlineáris hatások felé fordul. Ljapunov és Henri Poincaré lefektette a nemlineáris rezgések elméletének alapjait. Mescserszkij és Ciolkovszkij a változó tömegű testek dinamikáját elemezte. A folytonos közeg mechanikájából kiemelkedik az aerodinamika, melynek alapjait Zsukovszkij dolgozta ki. A 20. század közepén a klasszikus mechanika új iránya aktívan fejlődik - a káoszelmélet. Továbbra is fontosak maradnak a komplex dinamikus rendszerek stabilitásának kérdései.

A klasszikus mechanika korlátai

A klasszikus mechanika pontos eredményeket ad azokra a rendszerekre, amelyekben találkozunk Mindennapi élet... Előrejelzései azonban tévessé válnak azoknál a rendszereknél, amelyek sebessége megközelíti a fénysebességet, ahol ezt a relativisztikus mechanika váltja fel, vagy nagyon kicsi rendszerek esetében, ahol a kvantummechanika törvényei érvényesülnek. A két tulajdonságot kombináló rendszerek esetében a relativisztikus kvantumtérelméletet használják a klasszikus mechanika helyett. Nagyon sok komponensből vagy szabadságfokból álló rendszerekre a klasszikus mechanika sem lehet megfelelő, hanem a statisztikai mechanika módszereit alkalmazzák.

A klasszikus mechanikát széles körben alkalmazzák, mert egyrészt sokkal egyszerűbb és könnyebben alkalmazható, mint a fent felsorolt ​​elméletek, másrészt pedig nagyszerű lehetőségeket közelítéshez és alkalmazáshoz a fizikai objektumok nagyon széles osztályához, a szokásostól, mint például egy csúcs vagy egy golyó, a nagy csillagászati ​​objektumokig (bolygók, galaxisok) és nagyon mikroszkopikus (szerves molekulák).

Bár a klasszikus mechanika általában összeegyeztethető más „klasszikus” elméletekkel, mint például a klasszikus elektrodinamika és a termodinamika, van némi ellentmondás ezen elméletek között, amelyeket a 19. század végén találtak. Módszerekkel inkább megoldhatók modern fizika... Különösen a klasszikus elektrodinamika egyenletei nem invariánsak a Galilei-transzformációk alatt. A fénysebesség állandóként kerül beléjük, ami azt jelenti, hogy a klasszikus elektrodinamika és a klasszikus mechanika csak egy választott, az éterrel összekapcsolt vonatkoztatási rendszerben férhet össze. A kísérleti ellenőrzés azonban nem tárta fel az éter létezését, ami egy speciális relativitáselmélet megalkotásához vezetett, amelyen belül a mechanika egyenletei módosultak. A klasszikus mechanika alapelvei nem egyeztethetők össze a klasszikus termodinamika egyes állításaival is, ami a Gibbs-paradoxonhoz vezet, miszerint lehetetlen pontosan meghatározni az entrópiát, és egy ultraibolya katasztrófához, amelyben a fekete testnek végtelen mennyiségben kell kibocsátania. energia. Ezen inkompatibilitások kiküszöbölésére kvantummechanikát hoztak létre.

Jegyzetek (szerkesztés)

Internetes hivatkozások

• Videó előadás 1. Fizika: klasszikus mechanika (1999 ősz)// Massachusetts Institute of Technology Előadások: 8.01

Irodalom

• Arnold V.I. Avets A. A klasszikus mechanika ergodikus problémái .. - RKhD, 1999. - 284 p.
• B. M. Yavorsky, A. A. Detlaf. Fizika középiskolásoknak és egyetemre érkezőknek. - M .: Akadémia, 2008 .-- 720 p. - ( Felsőoktatás). - 34.000 példány - ISBN 5-7695-1040-4
• Sivukhin D.V. A fizika általános kurzusa. - 5. kiadás, sztereotip. - Moszkva: Fizmatlit, 2006. - T. I. Mechanika. - 560 p. - ISBN 5-9221-0715-1
• A. N. Matvejev. Mechanika és relativitáselmélet. - 3. kiadás - M .: ONIX 21. század: Béke és Nevelés, 2003. - 432 p. - 5000 példány. - ISBN 5-329-00742-9
• C. Kittel, W. Knight, M. Ruderman Mechanika. Berkeley fizikatanfolyam. - M .: Lan, 2005 .-- 480 p. - (Tankönyvek egyetemek számára). - 2000 példány. - ISBN 5-8114-0644-4

(1643. január 4., Woolsthorpe, Grantham közelében, Lincolnshire, Anglia – 1727. március 31., London) – angol matematikus, mechanikus, csillagász és fizikus, a klasszikus mechanika megalkotója, a királyi szövetség tagja (1672) és elnöke (1703 óta) Londoni Társaság.

A modern fizika egyik megalapítója, megfogalmazta a mechanika alaptörvényeit, és tényleges megalkotója volt egy egységes fizikai programnak minden fizikai jelenség mechanika alapján történő leírására; felfedezte az univerzális gravitáció törvényét, elmagyarázta a bolygók a Nap és a Hold körüli mozgását a Föld körül, valamint az óceánok árapályait, megalapozta a kontinuummechanikát, az akusztikát és a fizikai optikát.

Gyermekkor

Isaac Newton egy kis faluban született egy kisparaszt családjában, aki három hónappal fia születése előtt halt meg. A baba koraszülött volt; A legenda szerint olyan kicsi volt, hogy egy padon fekvő báránybőr kesztyűbe tették, amelyből egyszer kiesett, és erősen beütötte a fejét a padlóba.

Amikor a gyermek három éves volt, édesanyja újraházasodott és elment, így a nagyanyjára bízta. Newton betegesen és kommunikálatlan nőtt fel, hajlamos az álmodozásra. A költészet és a festészet vonzotta, társaitól távol, sárkányokat készített, talált fel szélmalom, vízóra, pedál kocsi.

Az iskolai élet kezdete nehéz volt Newton számára. Gyengén tanult, gyenge fiú volt, és egy napon az osztálytársai eszméletvesztésig verték. A büszke Newtonnak elviselhetetlen volt egy ilyen megalázó helyzetet elviselni, és csak egy dolog maradt: kitűnni tanulmányi sikereivel. Kemény munkával érte el, hogy osztályelső helyezést ért el.

A technológia iránti érdeklődés elgondolkodtatta Newtont a természeti jelenségeken; matematikát is elmélyülten tanult. Jean Baptiste Biot később így írt erről: „Az egyik nagybátyja egy napon egy sövény alatt találta, könyvvel a kezében, mély gondolatokba merülve, elvette tőle a könyvet, és megállapította, hogy egy matematikai probléma megoldásával van elfoglalva. Megdöbbenve egy ilyen fiatalember ilyen komoly és aktív irányvonalától, rávette anyját, hogy ne álljon tovább fia vágyának, és küldje tovább tanulmányait." Newton komoly felkészülés után 1660-ban Subsizzfr'a-ként lépett Cambridge-be (az ún. szegény hallgatók, akiknek a kollégium tagjait kellett szolgálniuk, akiknek Newton súlya nem lehetett más).

A kreativitás kezdete. Optika

Newton hat éven keresztül megszerezte az összes főiskolai diplomát, és előkészítette minden további nagy felfedezését. 1665-ben Newton a művészetek mestere lett.

Ugyanebben az évben, amikor Angliában tombolt a pestis, úgy döntött, hogy ideiglenesen Woolsthorpe-ban telepszik le. Ott kezdett aktívan foglalkozni az optikával; a kromatikus aberráció kiküszöbölésének módjainak keresése a lencsés teleszkópokban arra késztette Newtont, hogy megvizsgálja az úgynevezett diszperziót, vagyis a törésmutató frekvenciától való függését. Számos kísérlete (és több mint ezer van belőlük) klasszikussá vált, és ma is megismétlik iskolákban és intézetekben.

Minden kutatás vezérmotívuma a fény fizikai természetének megértése volt. Newton eleinte hajlamos volt azt gondolni, hogy a fény hullámok a mindent átható éterben, de később elvetette ezt az elképzelést, és úgy döntött, hogy az éter ellenállásának észrevehetően le kellett volna lassítania az égitestek mozgását. Ezek az érvek vezették el Newtont arra a gondolatra, hogy a fény különleges részecskék, testecskék folyama, amelyek kiszöknek a forrásból, és egyenes vonalban mozognak, amíg akadályba ütköznek. A korpuszkuláris modell nemcsak a fény terjedésének egyenességét magyarázta, hanem a visszaverődés (rugalmas visszaverődés) törvényét is, és - igaz, nem minden további feltevések nélkül - és a fénytörés törvényét is. Ez a feltevés abból állt, hogy például a víz felszínére felrepülő könnyű testeket a víz vonzza, és ezért gyorsulást tapasztalnak. Ezen elmélet szerint a vízben a fénysebességnek nagyobbnak kell lennie, mint a levegőben (ami ellentmond a későbbi kísérleti adatoknak).

A mechanika törvényei

A fényről alkotott korpuszkuláris elképzelések kialakulását egyértelműen befolyásolta az a tény, hogy alapvetően ekkorra készült el az a mű, amely Newton műveinek legfőbb nagy eredményévé hivatott, a világról alkotott egységes fizikai kép megalkotása. az általa megfogalmazott mechanika törvényei.

Ez a kép az anyagi pontok elképzelésén alapult - fizikailag végtelenül kicsi anyagrészecskék és a mozgásukat szabályozó törvények. Éppen ezeknek a törvényeknek a pontos megfogalmazása adta Newton mechanikájának teljességét és teljességét. E törvények közül az első valójában az inerciális vonatkoztatási rendszerek meghatározása volt: az ilyen rendszerekben az olyan anyagi pontok, amelyek semmilyen hatást nem tapasztalnak, egyenletesen és egyenes vonalúan mozognak. A mechanika második főtétele központi szerepet játszik. Azt mondja, hogy a mennyiség, a mozgás (a tömeg és a sebesség szorzata) időegységenkénti változása egyenlő az anyagi pontra ható erővel. Ezen pontok mindegyikének tömege állandó; általában mindezek a pontok "nem kopnak el", Newton szerint mindegyik örök, vagyis nem keletkezhet és nem is pusztulhat el. Az anyagi pontok kölcsönhatásba lépnek, és az erő mindegyikre gyakorolt ​​hatás mennyiségi mértéke. Az a feladat, hogy kitaláljuk, melyek ezek az erők, a mechanika alapvető problémája.

Végül a harmadik törvény - a "cselekvések és reakciók egyenlőségének" törvénye - megmagyarázta, hogy a külső hatásokat nem tapasztaló test teljes impulzusa miért változatlan marad, függetlenül attól, hogy összetevői hogyan hatnak egymásra.

Az egyetemes gravitáció törvénye

Miután felvetette a különféle erők tanulmányozásának problémáját, maga Newton hozta fel megoldásának első ragyogó példáját, megfogalmazva az egyetemes gravitáció törvényét: az olyan testek közötti gravitációs vonzás ereje, amelyek méretei sokkal kisebbek, mint a távolságuk, egyenesen arányos tömegükkel. , fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével, és az összekötő egyenes mentén irányul. Az egyetemes gravitáció törvénye lehetővé tette Newton számára, hogy kvantitatív magyarázatot adjon a bolygók Nap és a Hold Föld körüli mozgására, hogy megértse a tengeri árapály természetét. Ez óriási benyomást tett a kutatók elméjére. A fizikában kialakult az a program, amely az összes természeti jelenség – mind a „földi”, mind a „mennyei” – egységes mechanikai leírását sok éven át leírja. Sőt, két évszázadon át a Newton-törvények alkalmazhatósági határainak kérdése sok fizikus számára indokolatlannak tűnt.

1668-ban Newton visszatért Cambridge-be, és hamarosan megkapta a Lucas Matematika Tanszéket. Ezt a tanszéket előtte tanára, I. Barrow foglalta el, aki a tanszéket szeretett tanítványának adta át, hogy anyagilag ellássa. Ekkor már Newton volt a binomiális szerzője és (Leibnizzel egyidejűleg, de tőle függetlenül) megalkotója a fluxia módszerének - amit ma differenciál- és integrálszámításnak neveznek. Általában ez volt Newton munkásságának legtermékenyebb időszaka: hét év alatt, 1660-tól 1667-ig alakultak ki fő gondolatai, köztük az egyetemes gravitáció törvényének gondolata. Nem korlátozva önmagát az elméleti tanulmányokra, ugyanabban az évben tervezett és kezdett létrehozni egy reflektor távcsövet (reflektívet). Ez a munka vezetett a később „egyenlő vastagságú vonalak” interferenciának a felfedezéséhez. (Newton, felismerve, hogy itt "fényoltás" nyilvánul meg, ami nem illett bele a korpuszkuláris modellbe, megpróbálta leküzdeni az itt felmerülő nehézségeket, bevezetve azt a feltételezést, hogy a fényben lévő testek hullámokban - "dagályokban" mozognak. Az elkészült (javított) távcsövek közül a második volt az oka annak, hogy Newtont a Londoni Királyi Társaság tagjaként bevezették. Amikor Newton kilépett a tagságból, arra hivatkozva, hogy a tagdíjfizetéshez nem volt elegendő pénz, tudományos érdemeire tekintettel lehetségesnek tartották, hogy kivételt tegyenek vele, felmentve a tagdíj fizetése alól.

Mivel természeténél fogva nagyon óvatos (hogy ne mondjam félénk) Newton, akarata ellenére néha azon kapta magát, hogy fájdalmas vitákba és konfliktusokba keveredik. Így 1675-ben megfogalmazott fény- és színelmélete olyan támadásokat váltott ki, hogy Newton úgy döntött, hogy életében nem publikál semmit az optikáról. Hooke, leghevesebb ellenfele. Newtonnak részt kellett vennie a politikai eseményekben. 1688-tól 1694-ig országgyűlési képviselő. Ekkorra, 1687-ben megjelent főműve "A természetfilozófia matematikai alapelvei" - minden fizikai jelenség mechanikájának alapja, az égitestek mozgásától a hang terjedéséig. Ez a program több évszázadra előre meghatározta a fizika fejlődését, és jelentősége a mai napig nem merült ki.

Newton-kór

Az állandó hatalmas idegi és mentális stressz oda vezetett, hogy 1692-ben Newton mentális zavarral megbetegedett. Ennek azonnali ösztönzése a tűz volt, amely az összes készülő kéziratot megölte. A tanúvallomások szerint csak 1694-re Huygens, "... már kezdi érteni a "Kezdetek" című könyvét.

Az anyagi bizonytalanság állandó nyomasztó érzése kétségtelenül Newton betegségének egyik oka volt. Ezért nagyon fontos volt számára a pénzverde felügyelői pozíciója a cambridge-i professzori tisztség megőrzésével. Mohón nekilátott a munkának, és gyorsan észrevehető sikereket ért el, 1699-ben kinevezték igazgatónak. Ezt lehetetlen volt összekapcsolni a tanítással, így Newton Londonba költözött. 1703 végén a Royal Society elnökévé választották. Addigra Newton elérte a hírnév csúcsát. 1705-ben a lovagi rangra emelték, de nagy lakása, hat szolgája és gazdag kijárata miatt magányos marad, mint korábban. Az aktív kreativitás ideje lejárt, és Newton az "Optika" kiadásának előkészítésére, a "Principles" újranyomtatására és a Szentírás értelmezésére korlátozódik (övé az Apokalipszis értelmezése, egy esszé Dániel prófétáról) .

Newtont a Westminster Abbeyben temették el. Sírjának felirata a következő szavakkal végződik: "Örüljenek a halandók, hogy az emberi faj ilyen dísze élt közöttük."

A klasszikus mechanika vizsgálatának tárgya tehát a mechanikai mozgás törvényszerűségei és okai, ami alatt a makroszkopikus (nagyszámú részecskékből álló) fizikai testek és alkotórészeik kölcsönhatását, valamint a térben elfoglalt helyzetük változását értjük. ez a kölcsönhatás, amely szubluminális (nem relativisztikus) sebességekkel megy végbe.

A klasszikus mechanika helyét a fizikai tudományok rendszerében és alkalmazhatóságának határait az 1. ábra mutatja.

1. ábra A klasszikus mechanika alkalmazhatósági területe

A klasszikus mechanikát statikára (amely figyelembe veszi a testek egyensúlyát), kinematikára (amely a mozgás geometriai tulajdonságait vizsgálja anélkül, hogy figyelembe venné annak okait) és dinamikára (amely a testek mozgását az azt okozó okok figyelembevételével veszi figyelembe).

A klasszikus mechanika formális matematikai leírásának több egyenértékű módja létezik: Newton törvényei, Lagrange-formalizmus, Hamiltoni formalizmus, Hamilton-Jakobi formalizmus.

Ha a klasszikus mechanikát olyan testekre alkalmazzák, amelyek sebessége sokkal kisebb, mint a fénysebesség, és amelyek mérete sokkal nagyobb, mint az atomok és molekulák mérete, és olyan távolságokon vagy körülmények között, amikor a gravitáció terjedési sebessége végtelennek tekinthető, rendkívül pontos eredményeket ad. Ezért a klasszikus mechanika ma is megőrzi jelentőségét, hiszen sokkal könnyebben érthető és használható, mint más elméletek, és elég jól leírja a mindennapi valóságot. A klasszikus mechanika felhasználható a fizikai objektumok nagyon széles osztályának mozgásának leírására: a makrokozmosz közönséges objektumai (például egy felső és egy baseball), és csillagászati ​​méretű objektumok (például bolygók és csillagok), valamint számos mikroszkopikus objektum .

A klasszikus mechanika a legrégebbi fizikai tudomány. Az ókor előtti időkben is az emberek nemcsak megtapasztalták a mechanika törvényeit, hanem a gyakorlatban is alkalmazták azokat, a legegyszerűbb mechanizmusokat megkonstruálva. Már a neolitikumban és a bronzkorban megjelent egy kerék, kicsit később egy kart és egy ferde síkot használtak. V antik korszak a felhalmozott gyakorlati ismereteket kezdték általánosítani, megtörténtek az első kísérletek a mechanika alapfogalmainak, így az erő, ellenállás, elmozdulás, sebesség meghatározására, egyes törvényeinek megfogalmazására. A klasszikus mechanika fejlődése során tették le az alapokat tudományos módszer tudást, sugallva néhányat Általános szabályok empirikusan megfigyelt jelenségekkel kapcsolatos tudományos érvelés, feltételezések (hipotézisek) megfogalmazása, e jelenségek magyarázata, a vizsgált jelenségeket lényeges tulajdonságaik megőrzése mellett leegyszerűsítő modellek építése, eszme- vagy elvrendszerek (elméletek) kialakítása és azok matematikai értelmezése.

A mechanika törvényeinek minőségi megfogalmazása azonban csak a Kr.u. 17. században kezdődött. pl., amikor Galileo Galilei felfedezte a sebességek összeadásának kinematikai törvényét, és megállapította a testek szabadesésének törvényeit. Néhány évtizeddel Galilei után Isaac Newton megfogalmazta a dinamika alapvető törvényeit. A newtoni mechanikában a testek mozgását sokkal kisebb sebességgel veszik figyelembe, mint a fénysebesség vákuumban. Klasszikus vagy newtoni mechanikának nevezik, ellentétben a relativisztikus mechanikával, amely a 20. század elején jött létre, elsősorban Albert Einstein munkássága miatt.

A modern klasszikus mechanika, mint a természeti jelenségek tanulmányozásának módszere, leírásukat alapfogalmak rendszerével használja, és ezekre építi fel a valós jelenségek és folyamatok ideális modelljeit.

A klasszikus mechanika alapfogalmai

Tér. Úgy tartják, hogy a testek mozgása olyan térben történik, amely euklideszi, abszolút (nem függ a megfigyelőtől), homogén (a tér bármely két pontja megkülönböztethetetlen) és izotróp (a tér bármely két iránya megkülönböztethetetlen).

Az idő a klasszikus mechanika alapfogalma. Abszolútnak, homogénnek és izotrópnak tekinthető (a klasszikus mechanika egyenletei nem függnek az idő áramlásának irányától).

A referenciarendszer egy referenciatestből (valós vagy képzeletbeli testből, amelyhez képest egy mechanikai rendszer mozgását tekintjük), egy időmérő műszerből és egy koordinátarendszerből áll. Azokat a vonatkoztatási rendszereket, amelyekhez viszonyítva a tér homogén, izotróp és tükörszimmetrikus, valamint az idő, egységesen inerciális referenciakereteknek (IFR) nevezzük.

A tömeg a testek tehetetlenségének mértéke.

Anyagi pont - egy tömegű objektum modellje, amelynek méreteit figyelmen kívül hagyják a megoldandó feladatban.

Az abszolút merev test anyagi pontok rendszere, amelyek távolsága mozgásuk során nem változik, i.e. olyan test, amelynek alakváltozásai elhanyagolhatók.

Az elemi esemény nulla térbeli kiterjedésű és nulla időtartamú jelenség (például célba találó golyó).

A zárt fizikai rendszer olyan anyagi objektumok rendszere, amelyben a rendszer összes objektuma kölcsönhatásba lép egymással, de nem lép kölcsönhatásba olyan objektumokkal, amelyek nem részei a rendszernek.

A klasszikus mechanika alapelvei

Az invariancia elve a térbeli elmozdulások: eltolódások, forgások, szimmetriák tekintetében: a tér homogén, a zárt fizikai rendszeren belüli folyamatok lefolyását nem befolyásolja a referenciatesthez viszonyított helyzete és orientációja.

A relativitás elve: a folyamatok lefolyását egy zárt fizikai rendszerben nem befolyásolja annak egyenes vonalú egyenletes mozgása a vonatkoztatási rendszerhez képest; a folyamatokat leíró törvények ugyanazok a különböző ISO-kban; maguk a folyamatok ugyanazok lesznek, ha a kezdeti feltételek azonosak.

Mechanika- ez a fizika egyik ága, amelyben az anyag legegyszerűbb mozgási formáját tanulmányozzák - mechanikus mozgás, amely a testek vagy részeik helyzetének idővel történő megváltoztatásából áll. Az a tény, hogy a mechanikai jelenségek térben és időben játszódnak le, minden olyan mechanikai törvényben tükröződik, amely kifejezetten vagy implicit módon tér-idő összefüggéseket - távolságokat és időintervallumokat - tartalmaz.

A mechanika beállítja magát két fő feladat:

a különféle mozgások tanulmányozása és a kapott eredmények törvényszerűségek formájában történő általánosítása, amelyek segítségével minden konkrét esetben előre jelezhető a mozgás jellege. A probléma megoldása I. Newton és A. Einstein által az úgynevezett dinamikus törvények felállításához vezetett;

lelet általános tulajdonságok minden mechanikai rendszer velejárója annak mozgása során. A probléma megoldásának eredményeként olyan alapvető mennyiségek megmaradási törvényeit fedezték fel, mint az energia, az impulzus és a szögimpulzus.

A dinamikus törvények, valamint az energia, az impulzus és a szögimpulzus megmaradásának törvényei a mechanika alaptörvényei, és ennek a fejezetnek a tartalmát alkotják.

§1. Mechanikus mozgás: alapfogalmak

A klasszikus mechanikának három fő része van: statika, kinematika és dinamika... A statikában figyelembe veszik az erők összeadásának törvényeit és a testek egyensúlyi feltételeit. A kinematikában mindenféle mechanikai mozgás matematikai leírása szerepel, függetlenül az azt okozó okoktól. A dinamikában a testek közötti kölcsönhatások hatását vizsgálják azok mechanikai mozgására.

A gyakorlatban minden a fizikai problémák megközelítőleg megoldódnak: igazi összetett mozgás legegyszerűbb mozdulatok halmazának tekintik, valódi tárgynak felváltotta egy idealizált modell ez a tárgy stb. Például, ha figyelembe vesszük a Föld mozgását a Nap körül, a Föld mérete figyelmen kívül hagyható. Ebben az esetben a mozgás leírása nagymértékben leegyszerűsödik - a Föld térbeli helyzete egy ponttal meghatározható. A mechanika modelljei közül a meghatározóak anyagi pont és abszolút merev test.

Anyagpont (vagy részecske) olyan test, amelynek alakja és mérete e probléma körülményei között elhanyagolható. Bármely test mentálisan nagyon sok részre osztható, tetszőlegesen kicsire az egész test méretéhez képest. Ezen részek mindegyike anyagi pontnak, maga a test pedig anyagi pontok rendszerének tekinthető.

Ha egy test alakváltozásai a többi testtel való kölcsönhatás során elhanyagolhatóak, akkor azt a modell írja le teljesen szilárd.

Teljesen szilárd (vagy szilárd) olyan test, amelynek bármely két pontja közötti távolság mozgás közben nem változik. Vagyis egy test, amelynek alakja és méretei mozgása során nem változnak. Az abszolút merev testet egymáshoz mereven kapcsolódó anyagi pontok rendszerének tekinthetjük.

Egy test helyzete a térben csak néhány más testhez viszonyítva határozható meg. Például van értelme beszélni a bolygó helyzetéről a Naphoz képest, egy repülőgépről vagy hajóról a Földhöz viszonyítva, de lehetetlen jelezni helyzetüket az űrben anélkül, hogy egy adott testet figyelembe vennénk. Egy abszolút merev testet, amely a számunkra érdekes tárgy helyzetének meghatározására szolgál, referenciatestnek nevezzük. Egy objektum mozgásának leírásához egy koordinátarendszert egy referenciatesthez társítunk, például egy derékszögű derékszögű koordinátarendszert. Az objektum koordinátái lehetővé teszik a térbeli helyzetének meghatározását. A legkisebb számú független koordinátát, amelyet be kell állítani egy test térbeli helyzetének teljes meghatározásához, szabadsági fokok számának nevezzük. Így például a térben szabadon mozgó anyagi pontnak három szabadságfoka van: egy pont három független mozgást végezhet egy derékszögű koordináta-rendszer tengelyei mentén. Egy abszolút merev testnek hat szabadságfoka van: térbeli helyzetének meghatározásához három szabadságfokra van szükség a transzlációs mozgás leírására a koordinátatengelyek mentén, és három - az ugyanazon tengelyek körüli forgás leírására. Az idő számlálásához a koordinátarendszert órával látják el.

A referenciatest halmaza, a hozzá tartozó koordinátarendszer és az egymással szinkronizált órák halmaza alkotja a referenciarendszert.

A gyűjtemény kimeneti adatai:

ALAKULÁSTÖRTÉNETELEMZŐ MECHANIKA

Koroljev Vlagyimir Sztyepanovics

egyetemi docens, Cand. fizikai-mat. tudományok,

Szentpétervári Állami Egyetem,
RF, Szentpétervár

ALAKULÁSTÖRTÉNETAZ ELEMZŐ MECHANIKA

Vlagyimir Koroljov

a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, egyetemi adjunktus,

Szentpétervári Állami Egyetem,
Oroszország, Szentpétervár

annotáció

Figyelembe veszik a tudomány klasszikusainak a mechanikában az elmúlt években végzett munkáit. Megkísérlik felmérni, hogyan járulnak hozzá a tudomány további fejlődéséhez.

Absztrakt

A tudomány klasszikusainak a mechanikával kapcsolatos, az elmúlt években készült munkáit tekintjük. Megpróbálják megbecsülni, hogyan járulnak hozzá a tudomány további fejlődéséhez.

Kulcsszavak: mechanika története; a tudomány fejlődése.

Kulcsszavak: mechanika története; a tudomány fejlődése.

Bevezetés

Mechanika a mozgás tudománya. Az elméleti vagy elemző szavak azt mutatják, hogy az előadás nem állandó hivatkozást használ a kísérletre, hanem matematikai modellezéssel valósul meg axiomatikusan elfogadott posztulátumok és állítások alapján, amelyek tartalmát az anyagi világ mély tulajdonságai határozzák meg. .

Elméleti mechanika alapvető tudományos tudás... Nehéz egyértelmű határvonalat húzni az elméleti mechanika és a matematika vagy a fizika egyes területei között. A mechanikai problémák megoldásában megalkotott számos módszer a belső matematikai nyelven megfogalmazva elvont folytatást kapott, és a matematika és más tudományok új ágainak létrehozásához vezetett.

Az elméleti mechanika kutatásának tárgya az egyes anyagi testek vagy kiválasztott testrendszerek mozgása és kölcsönhatása során egymással és a környező világgal, amikor a relatív térbeli és időbeli helyzet megváltozik. Általánosan elfogadott, hogy a minket körülvevő tárgyak szinte teljesen merev testek. A deformálódó testeket, folyékony és gáznemű anyagokat alig, vagy a kiválasztott mechanikai rendszerek mozgására gyakorolt ​​hatásuk révén közvetetten veszik figyelembe. Az elméleti mechanika a mozgás mechanikai formáinak általános törvényeivel és a mechanikai rendszerek lehetséges viselkedésének leírására szolgáló matematikai modellek felépítésével foglalkozik. A kísérletekben vagy speciális fizikai kísérletekben megállapított, axiómákként vagy igazságként felvett törvényekre támaszkodik, ami nem igényel bizonyítást, emellett számos alapvető (sok tudományágban közös) és speciális fogalmat és definíciót használ. Csak megközelítőleg helyesek, és megkérdőjelezték őket, ami új elméletek és további kutatási irányok megjelenéséhez vezetett. Nem kapunk ideális stacionárius teret vagy annak metrikáját, valamint egyenletes mozgási folyamatokat, amelyek mentén abszolút pontos időintervallumokat lehetne számolni.

Tudományként a Kr.e. IV. században keletkezett az ókori görög tudósok munkáiban, mint a fizikával és a matematikával együtt felhalmozott tudás, amelyet a különféle irányzatok az első századig aktívan fejlesztettek, és önálló irányzatként alakult ki. Mára számos olyan tudományos irány, irányzat, módszer, kutatási lehetőség alakult ki, amelyek az összes felhalmozott tudás alapján külön hipotéziseket vagy elméleteket alkotnak leírásra, modellezésre. Sok eredmény természettudományok fejleszteni vagy kiegészíteni az alapfogalmakat a mechanika problémáiban. tér, amelyet a méret és a szerkezet határoz meg, ügy vagy teret kitöltő anyag forgalom mint az anyag létezésének formája, energia mint a mozgalom egyik fő jellemzője.

A klasszikus mechanika megalapítói

· Archyt Tarentum (Kr. e. 428-365), a püthagorasz filozófiai iskola képviselője volt az elsők között, aki kidolgozta a mechanika problémáit.

· Plató(427-347), Szókratész tanítványa, a filozófiai iskola keretein belül számos problémát dolgozott ki és tárgyalt, megalkotta az ideális világ elméletét és az ideális állapot tanát.

· Arisztotelész(384-322), Platón tanítványa, megalakult Általános elvek mozgás, megalkotta az égi szférák mozgáselméletét, a virtuális sebességek elvét, a külső hatások okozta erők mozgási forrásának tekintette.

1. kép

· Eukleidész(340-287) számos matematikai posztulátumot és fizikai hipotézist fogalmazott meg, lefektette a klasszikus mechanikában használt geometria alapjait.

· Archimedes(287-212), lefektette a mechanika és a hidrosztatika, az egyszerű gépek elméletének alapjait, feltalálta az Archimedes-csavart vízellátáshoz, egy kart és számos különféle emelő- és katonai járművet.

2. ábra.

· Hipparkhosz(180-125), megalkotta a Hold mozgásának elméletét, elmagyarázta a Nap és a bolygók látszólagos mozgását, bevezette a földrajzi koordinátákat.

· Gém Alexandria (Kr. e. 1. század) emelőszerkezeteket és berendezéseket kutatott, automata ajtókat, gőzturbinát talált fel, elsőként alkotott programozható eszközöket, foglalkozott hidrosztatikával és optikával.

· Ptolemaiosz(Kr. u. 100-178), mechanikus, optikus, csillagász, a világ geocentrikus rendszerét javasolta, a Nap, a Hold és a bolygók látszólagos mozgását vizsgálta.

3. ábra.

A tudomány tovább fejlődött ben reneszánsz számos európai tudós tanulmányában.

· Leonardo da Vinci(1452-1519), egyetemes kreatív ember, sok elméleti és gyakorlati mechanikát végzett, az emberi mozgások mechanikáját és a madarak repülését vizsgálta.

· Nikolay Kopernikusz(1473-1543), kidolgozta a világ heliocentrikus rendszerét, és megjelent az "Az égi szférák körforgásáról" című művében.

· Tycho Brahe(1546-1601), elhagyta az égitestek mozgásának legpontosabb megfigyelését, megpróbálta egyesíteni Ptolemaiosz és Kopernikusz rendszereit, de modelljében a Nap és a Hold a Föld körül, az összes többi bolygó pedig a Nap körül kering.

4. ábra.

· Galileo Galilei(1564-1642) kutatásokat végzett az anyagok statikájával, dinamikájával és mechanikájával kapcsolatban, felvázolta a legfontosabb elveket és törvényeket, amelyek felvázolták az új dinamika létrehozásának módját, feltalálta a távcsövet, valamint felfedezte a Mars és a Jupiter holdjait.

5. ábra.

· Johannes Kepler(1571-1630), javasolta a bolygók mozgásának törvényeit, és lefektette az égi mechanika alapjait. A bolygók mozgási törvényeinek felfedezése Tycho Brahe csillagász megfigyelési táblázatainak feldolgozásának eredményei alapján történt.

6. ábra.

Az analitikai mechanika alapítói

Elemző Mechanika három, egymást szinte szorosan követő generáció képviselőinek munkái alkották.

Newton „A természetfilozófia matematikai alapelvei” című könyvének kiadása 1687-re nyúlik vissza. Halála évében a húszéves Euler publikálja első dolgozatát a matematikai elemzés mechanikai alkalmazásáról. Hosszú évekig élt Szentpéterváron, több százat adott ki tudományos munkákés ezzel hozzájárult az Orosz Tudományos Akadémia megalakulásához. Öt évvel Euler után. Az 52 éves Lagrange kiadja az Analytical Dynamics-t. Újabb 30 év telik el, és megjelennek három híres kortárs: Hamilton, Ostrogradsky és Jacobi elemző dinamikájáról szóló munkái. A mechanika fő fejlesztése az európai tudósok kutatásában volt.

· keresztény Huygens(1629-1695) feltalálta az ingaórát, a rezgések terjedésének törvényét, kidolgozta a fény hullámelméletét.

· Robert Hooke(1635-1703), tanulmányozta a bolygómozgások elméletét, Newtonnak írt levelében kifejezte az egyetemes gravitáció törvényének gondolatát, tanulmányozta a légnyomást, a folyadék felületi feszültségét, felfedezte a rugalmas testek deformációjának törvényét.

7. ábra Robert Hooke

· Isaac Newton(1643-1727), megteremtette a modern elméleti mechanika alapjait, "A természetfilozófia matematikai alapelvei" című főművében általánosította elődei eredményeit, meghatározta az alapfogalmakat és megfogalmazta az alaptörvényeket, teljesítette az indoklást és kapott. közös döntés a kéttest problémában. A latinról oroszra fordítást A.N. akadémikus készítette. Krilov.

8. ábra.

· Gottfried Leibniz(1646-1716), bevezette a munkaerő fogalmát, megfogalmazta a legkisebb cselekvés elvét, vizsgálta az anyagok szilárdságelméletét.

· Johann Bernoulli(1667-1748), megoldotta a brachistochrone problémáját, kidolgozta az ütközések elméletét, a testek mozgását vizsgálta ellenálló közegben.

· Leonard Euler(1707-1783), az analitikus dinamika alapjait a "Mechanika vagy a mozgás tudománya analitikus előadásban" című könyvében, a súlypontban rögzített nehéz, merev test mozgásának esetét elemezte, a hidrodinamika megalapítója. , kidolgozta a lövedékrepülés elméletét, bevezette a tehetetlenségi erő fogalmát.

9. ábra.

· Jean Leron D'Alembert(1717-1783), általános szabályokat kapott az anyagi rendszerek mozgásegyenleteinek felállítására, tanulmányozta a bolygók mozgását, meghatározta a dinamika alapelveit az "A Treatise on Dynamics" című könyvben.

· József Louis Lagrange(1736-1813) "Analitikai dinamika" című munkájában javasolta a lehetséges elmozdulások elvét, általánosított koordinátákat vezetett be, és új formát adott a mozgásegyenleteknek, felfedezte a merev test forgási egyenletei megoldhatóságának új esetét.

E tudósok munkája befejezte a modern klasszikus mechanika alapjainak felépítését, megalapozta az infinitezimális elemzését. Kidolgoztak egy mechanika tanfolyamot, amit szigorúan megfogalmaztak elemzési módszer közös matematikai kezdet alapján. Ezt a kurzust "analitikai mechanikának" hívják. A mechanika sikerei olyan nagyok voltak, hogy befolyásolták az akkori filozófiát, amely a „mechanizmus” megalkotásában nyilvánult meg.

A mechanika fejlődését elősegítette az is, hogy csillagászok, matematikusok és fizikusok érdeklődtek a látható égitestek (hold, bolygók és üstökösök) mozgásának meghatározásának problémái iránt. Kopernikusz, Galilei és Kepler felfedezései és munkái, d'Alembert és Poisson Hold mozgáselmélete, Laplace ötkötetes "Égi mechanikája" és más klasszikusok lehetővé tették egy meglehetősen teljes mozgáselmélet megalkotását. egy gravitációs mező, amely lehetővé teszi az analitikai és numerikus módszerek alkalmazását a mechanika egyéb problémáinak tanulmányozására. A mechanika továbbfejlesztése koruk kiemelkedő tudósainak munkáihoz kötődik.

· Pierre Laplace(1749-1827), befejezte az univerzális gravitáció törvényén alapuló égi mechanika megalkotását, stabilitást bizonyított Naprendszer, kidolgozta az apály elméletét, vizsgálta a Hold mozgását és meghatározta a Föld szferoidának összenyomódását, alátámasztotta a Naprendszer keletkezésének hipotézisét.

10. ábra.

· Jean Baptiste Fourier(1768-1830), megalkotta a parciális differenciálegyenletek elméletét, kidolgozta a függvények trigonometrikus sorozatok formájában történő ábrázolásának doktrínáját, vizsgálta a virtuális munka elvét.

· Károly Gauss(1777-1855), nagy matematikus és mechanikus, publikálta az égitestek mozgásának elméletét, meghatározta a Ceres bolygó helyzetét, tanulmányozta a potenciálok elméletét és az optikát.

· Louis Poinsot(1777-1859), általános megoldást javasolt a testmozgás problémájára, bevezette a tehetetlenségi ellipszoid fogalmát, számos statikai és kinematikai problémát vizsgált.

· Simeon Poisson(1781-1840), gravitációs és elektrosztatikai problémák megoldásával foglalkozott, általánosította a rugalmasság elméletét és az élőerők elvén alapuló mozgásegyenleteket.

· Mihail Vasziljevics Osztrogradszkij(1801-1862) nagy matematikus és mechanikus, munkái az analitikus mechanikához, a rugalmasság elméletéhez, az égi mechanikához, a hidromechanikához kapcsolódnak, kutatta a dinamika általános egyenleteit.

· Carl Gustav Jacobi(1804-1851), új megoldásokat javasolt a dinamika egyenleteire, kidolgozta a mozgásegyenletek integrálásának általános elméletét, használta a mechanika kanonikus egyenleteit és a parciális differenciálegyenleteket.

· William Rowan Hamilton(1805-1865), egy tetszőleges mechanikai rendszer mozgásegyenleteit kanonikus formába hozta, bevezette a kvaterniók és vektorok fogalmát, megalapozta a mechanika általános integrál variációs elvét.

11. ábra.

· Hermann Helmholtz(1821-1894) az energiamegmaradás törvényének matematikai értelmezését adta, megalapozta a legkisebb hatás elvének széleskörű alkalmazását az elektromágneses és optikai jelenségekre.

· Nyikolaj Vladimirovics Mayevsky(1823-1892), az orosz ballisztikai tudományos iskola megalapítója, megalkotta a lövedék forgómozgásának elméletét, elsőként vette figyelembe a légellenállást.

· Pafnutij Lvovics Csebisev(1821-1894), a gépek és mechanizmusok elméletét tanulmányozta, gőzgépet, centrifugális szabályozót, járó- és evezős mechanizmusokat készített.

12. ábra.

· Gustav Kirchhoff(1824-1887) a rugalmas testek alakváltozását, mozgását és egyensúlyát tanulmányozta, a mechanika logikai felépítésén dolgozott.

· Sofia Vasziljevna Kovalevszkaja(1850-1891), a test fix pont körüli forgómozgásának elméletét tanulmányozta, felfedezte a probléma megoldásának harmadik klasszikus esetét, a Laplace-problémát vizsgálta a Szaturnusz gyűrűinek egyensúlyára.

13. ábra.

· Henrik Hertz(1857-1894) a főbb munkákat az elektrodinamikának és a mechanika általános tételeinek szentelik egyetlen elv alapján.

A mechanika modern fejlődése

A huszadik században a mechanika számos új problémájának megoldásával foglalkoztak és foglalkoznak továbbra is. Ez különösen a modern számítástechnikai eszközök megjelenése után volt aktív. Először is, ezek a szabályozott mozgás, a térdinamika, a robotika, a biomechanika és a kvantummechanika új összetett problémái. Megjegyzendő kiemelkedő tudósok, számos oroszországi egyetemi tudományos iskola és kutatócsoport munkája.

· Nikolaj Egorovics Zsukovszkij(1847-1921), az aerodinamika megalapítója, egy fix ponttal rendelkező merev test mozgását és a mozgások stabilitásának problémáját vizsgálta, képletet állított le a szárny emelésének meghatározására, az ütközés elméletével foglalkozott.

14. ábra.

· Alekszandr Mihajlovics Ljapunov(1857-1918) főbb munkái a mechanikai rendszerek stabilitás-, egyensúly- és mozgáselméletének, a modern stabilitáselmélet megalapozójának szentelték.

· Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij(1857-1935), a modern kozmonautika, aerodinamika és rakétadinamika megalapítója, megalkotta a légpárnás vonat elméletét, valamint az egyfokozatú és többlépcsős rakéták mozgáselméletét.

· Ivan Vsevolodovics Mescserszkij(1859-1935), változó tömegű testek mozgását vizsgálta, mechanikai problémagyűjteményt állított össze, amelyet ma is használnak.

15. ábra.

· Alekszej Nyikolajevics Krilov(1863-1945), a fő kutatások a szerkezeti mechanikához és a hajóépítéshez, a hajó elsüllyeszthetetlenségéhez és stabilitásához, a hidromechanikához, a ballisztikához, az égi mechanikához, a sugárhajtás elméletéhez, a giroszkópok elméletéhez és a numerikus módszerekhez kapcsolódnak, oroszra fordítva. a tudomány számos klasszikusának művei.

· Szergej Alekszejevics Chaplygin(1869-1942), a főbb munkák a nemholonómikus mechanikához, a hidrodinamikához, a repüléselmélethez és az aerodinamikához kapcsolódnak, teljes megoldást adtak a légáramlás áramvonalas testre gyakorolt ​​hatásának problémájára.

· Albert Einstein(1879-1955) megfogalmazta a speciális és általános relativitáselméletet, megalkotta a tér-idő összefüggések új rendszerét, és megmutatta, hogy a gravitáció a tér és az idő inhomogenitásának kifejeződése, amelyet az anyag jelenléte idéz elő.

· Alekszandr Alekszandrovics Fridman(1888-1925) megalkotta a nem stacionárius univerzum modelljét, ahol megjósolta az univerzum tágulásának lehetőségét.

· Nikolay Guryevich Chetaev(1902-1959) a mechanikai rendszerek zavart mozgásának tulajdonságait, a mozgásstabilitás kérdéseit vizsgálták, igazolták az egyensúlyi instabilitás alaptételeit.

16. ábra.

· Lev Szemjonovics Pontrjagin(1908-1988) az oszcillációelméletet, a variációszámítást, a szabályozáselméletet kutatta, az optimális folyamatok matematikai elméletének megalkotója.

17. ábra.

Lehetséges, hogy már az ókorban és az azt követő időszakokban is léteztek tudásközpontok, tudományos iskolák és a népek vagy civilizációk tudományának és kultúrájának tanulmányozási területei: Ázsiában az arab, kínai vagy indiai, Amerikában a maja nép, ahol megjelentek az eredmények. , de az európai filozófiai és tudományos iskolák sajátos módon fejlődtek, nem mindig figyeltek más kutatók felfedezéseire vagy elméleteire. Különböző időkben a kommunikációhoz latin, német, francia, angol nyelvet használtak ... A rendelkezésre álló szövegek és a képletekben szereplő általános megjelölések pontos fordítására volt szükség. Ez megnehezítette, de nem akadályozta meg a fejlődést.

A modern tudomány tanulmányozni próbál egyetlen komplexum minden létezőből, ami a minket körülvevő világban oly sokrétűen megnyilvánul.Mára mára számos tudományos irány, irányzat, módszer és kutatási lehetőség alakult ki A klasszikus mechanika tanulmányozásában hagyományosan a kinematikát, a statikát és a dinamikát emelik ki, mint pl. a fő szakaszok. Az égi mechanika, mint az elméleti csillagászat része, valamint a kvantummechanika önálló ágként vagy tudományként alakult ki.

A dinamika fő feladatai egy testrendszer mozgásának meghatározása ismert figyelembe vett ható erők alapján, vagy erők meghatározása ismert mozgástörvény szerint. Ellenőrzés dinamikai problémákban feltételezi, hogy a mozgásfolyamat megvalósulásának feltételeit saját magunk által választott paraméterek vagy függvények szerint, amelyek meghatározzák a folyamatot, vagy amelyek a mozgásegyenletekben szerepelnek, lehetőség van a mozgási folyamat megvalósulásának feltételeinek megváltoztatására, az adottnak megfelelően. követelmények, kívánságok vagy kritériumok.

Analitikai, elméleti, klasszikus, alkalmazott,

Racionális, irányított, mennyei, kvantum...

Ez mind mechanika különböző módokon!

Bibliográfia:

1. Aleshkov Yu.Z. Csodálatos munka az alkalmazott matematikából. SPb .: Kiadó. SPbSU, 2004 .-- 309 p.
2. Bogomolov A.N. Mechanika matematikusok. Életrajzi kézikönyv. Kijev: Kiadó. Naukova Dumka, 1983 .-- 639 p.
3. Vavilov S.I. Isaac Newton. 4. kiadás, Add. Moszkva: Nauka, 1989 .-- 271 p.
4. Krylov A.N. Isaac Newton: A természetfilozófia matematikai alapelvei. Fordítás latinból, megjegyzésekkel és magyarázatokkal A. N. altábornagy flottájáról. Krilov. // A Nikolaev Tengerészeti Akadémia közleménye (4. szám), Petrograd. 1. könyv 1915.276 p., 2. könyv 1916. (5. szám). 344 s. vagy a könyvben: A.N. Krilov. Összegyűjtött művek. M.-L. A Szovjetunió Tudományos Akadémia kiadója. T. 7.1936.696 p. vagy a "tudomány klasszikusai" sorozatban: I. Newton. A természetfilozófia matematikai alapelvei. Fordítás lat. és A.N. megjegyzései Krilov. M .: Tudomány. 1989 .-- 687 p.
5. Az orosz tudomány emberei // Esszék a természettudomány és a technológia kiemelkedő alakjairól. (Matematika. Mechanika. Csillagászat. Fizika. Kémia). Cikkgyűjtemény, szerk. I.V. Kuznyecov. Moszkva: Fizmatlit, 1961.600 p.
6. Novoselov V.S., Korolev V.S. Ellenőrzött rendszer analitikai mechanikája. SPb .: Kiadó. Szentpétervári Állami Egyetem, 2005.298 p.
7. Novoselov V.S. Kvantummechanika és statisztikus fizika. SPb .: Kiadó. VVM, 2012.182 p.
8. Polyakhova E.N. A klasszikus égi mechanika a Szentpétervári Matematikai és Mechanikai Iskola munkáiban a XIX. SPb .: Kiadó. Nestor-History, 2012.140 p.
9. Polyakhova E.N., Korolev V.S., Kolshevnikov K.V. A tudomány klasszikusainak műveinek fordításai A.N. akadémikustól. Krilov. "Természet- és matematikai tudományok in modern világ"2. szám (26). Novoszibirszk: Szerk. SibAK, 2015.S. 108-128.
10. Poincaré A. A tudományról. Per. fr. szerk. L.S. Pontryagin. Moszkva: Nauka, 1990.736 p.
11. Tyulina I.A., Chinenova V.N. A mechanika története az ötletek, elvek és hipotézisek fejlődésének prizmáján keresztül. M .: URSS (Librokom), 2012.252 p.