ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

И ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Основные понятия динамики

Кинематика дает описание движения тел, не рассматривая вопроса о том, почему тело движется так или иначе (прямолинейно, с ускорением, по криволинейной траектории, и т.п.).

Динамика изучает движение тел в связи с причинами его вызывающими. Динамика является основным разделом механики. Объясняя причины движений или их изменений с помощью нескольких динамических характеристик и законов, она, кроме того, устанавливает связь динамических величин с кинематическими. При этом расчет любого механического движения становится исчерпывающим.

В основе так называемой классическойили ньютоновской механики лежат три закона динамики, сформулированные Ньютоном в 1687 году.

Инерциальная система отсчета –система отсчета, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная воздействию других тел, движется равномерно и прямолинейно (по инерции). Инерциальных систем может существовать бесконечное множество. Любая система отсчета, движущаяся относительно некоторой инерциальной системы равномерно и прямолинейно будет также инерциальной.

Неинерциальная система отсчета – система отсчета, движущаяся относительно инерциальной с ускорением.

Границы применимости классической механики

Ньютоновская механика достигла в течение двух столетий таких огромных успехов, что многие физики XIX столетия были убеждены в ее всемогуществе. Считалось, что объяснить любое физическое явление означает свести его к механическому процессу, подчиняющемуся законом Ньютона.

Однако с развитием науки обнаружились новые факты, которые не укладывались в рамки классической механики. Эти факты получили свое объяснение в новых теориях – специальной теории относительности (СТО) и квантовой механике.

В СТО, созданной Эйнштейном в 1905 году, подверглись радикальному пересмотру ньютоновские представления о пространстве и времени. Этот пересмотр привел к созданию «механики больших скоростей» или, так называемой, релятивистской механики.

Новая механика не привела, однако, к полному отрицанию старой классической (ньютоновской) механики. Уравнения релятивистской механики в пределе (для скоростей малых по сравнению со скоростью света) переходят в уравнения классической механики.

Аналогично обстоит дело и в квантовой механике. Уравнения квантовой механики также дают в пределе (для масс, значительно больших по сравнению с массами атомов) уравнения классической механики.

Таким образом, развитие науки не перечеркнуло классическую механику, а лишь показало границы ее применения. Классическая механика, основывающаяся на законах Ньютона, является механикой тел больших (по сравнению с массой атомов) масс, движущихся с малыми (по сравнению со скоростью света) скоростями.