Тема 1.2. Зв'язок фізики з іншими науками

Відомо, що фізика впливає на розвиток техніки. Для прикладу вкажемо, що відкриття Фарадеєм явища електромагнітної індукції послужило основою електротехіки. На базі фізики атомного ядра виникла ядерна енергетика. Фізика є фундаментом, на якому виросли такі нові галузі техники, як електро- і радіотехніка, електронна і обчислювальна техніка, приладобудування, ядерна техніка та інші.

Тема 1.3 Елементи кінематики

Найпростіша форма руху матерії- це механічний рух.

Механіка займається вивченням руху тіл і встановленням законів, зумовлюючих цей рух. Під рухом в механіці розуміють зміну взаємного розміщення тіл або їх частин одна відносно одної в просторі з перебігом часу.

Класична механіка розділяеться на ньютонівську і релятивіську механіку. В основі ньютонівської механіки лежать закони Ньютона. Ця механі¬ка справедлива лише для макроскопічних тіл, які рухаються з малими швидкостями V в порівнянні з швидкістю с світла в вакуумі.

Релятивіська механіка базується на законах спеціальної теорії відносності (СТВ). Вона справедлива при швидкостях близьких до швидкості світла.

Квантова механіка - розділ теоретичної фізики, який вивчає закони руху частинок в області мікросвіту. При V<<c застосовується нерелятивіська квантова механіка, при швидкості частинки близькою до швидкості світла у вакуумі вона замінюється релятивіською квантовою механікою.

Механіку розділяють на кінематику, динаміку і статику.

Кінематика вивчає тільки методи описания руху і не розглядає при¬чини, які викликали цей рух.

Динаміка вивчає рух тіл в зв'язку з тими причинами (взаємодією між тілами), які обумовлюють цей рух.

Статика вивчає умови рівноваги тіл. Закони статики являються частинним випадком законів динаміки.

Механіка ділиться на механіку матеріальної точки, твердого тіла, механіку пружних тіл. Цей поділ штучний і залежить від того на які питания ми хочемо отримати відповідь.

Рух тіл проходить в просторі і часі. Всяке матеріальне тіло має об'єм, тобто просторову протяжність. Час є мірою тривалості процесу. Наприклад, наша Земля являє собою кулю діаметром d = 1,3 ×10 м, і обертається навколо Сонця майже по круговій орбіті D = 3 × 10 м. Тобто d<<D. При такому вели¬кому масштабі руху (d<<D) протяжність самої земної кулі і процеси які в ній проходять, не впливають на характер руху планети по орбті, тобто Зем¬лю можна при цьому русі розглядати як матеріальну точку.

Матеріальною точкою називають таке тіло, розмірами і формою якого можна знехтувати.

Поняттям матеріальної точки, що являє собою певне абстрагування від реальних властивостей рухомих тіл, широко користуються в механіці, оскільки введення цього поняття значно спрощує дослідження руху тіл.

Будь-яке тіло можна умовно розбити на велике число частин, які дуже малі в порівнянні з розмірами всього тіла. Кожну таку частину можна роз¬глядати як матеріальну точку, а саме тіло як систему матеріальних точок.

Отже, рух в механіці розглядається як переміщення окремих матеріальних точок або системи матеріальних точок в просторі з плином часу.

Разом із матеріальною точкою вводять модель абсолютно твердого тіла.

Абсолютно твердим тілом називається тіло, віддаль між любими двома точками якого завжди залишається незмтною.

Ця модель приміняється в тих випадках, коли в даній задачі деформацією тіла при його взаємодії з іншими тілами можна знехтувати.