Що вивчає механіка?

Одна з основних наук про навколишній світ – фізика – складається з багатьох розділів, до предметів досліджень кожного з яких відносяться окремі явища, різні за своєю природою. Електрика, магнетизм, термодинаміка, оптика – ось тільки деякі з них. У цій статті ми розглянемо, що вивчає механіка.

У широкому сенсі даний напрямок фізики займається описом руху тіл, їх рівноваги і взаємодії між собою. Ключовими поняттями тут є простір і час. Залежно від того, які уявлення закладені в основу опису їх властивостей, виділяють такі підрозділи механіки.

Класична. Тіла, рух і взаємодія яких розглядаються в її рамках, повинні мати розміри істотно більші, ніж у атомів і молекул, і переміщатися зі швидкостями, набагато меншими, ніж швидкість світла. Ця механіка найбільш проста в розумінні і застосовна до більшості явищ, з якими ми стикаємося в житті: політ м’яча, переміщення вантажів, робота транспортних засобів.
Квантова. Її закони справедливі для об’єктів, порівнянних за малості з атомами: молекул, іонів, електронів, фотонів та інших елементарних частинок.
Релятивістська. Описує рух тіл при швидкостях, близьких до швидкості світла (3 ∙ 108 м / с).
Квантова теорія поля. Застосовна там, де проявляються і релятивістські, і квантові особливості об’єктів та їх руху.
Інший підхід, що покладений в основу класифікації механіки по розділах, полягає в розмежуванні предмета дослідження.

Теоретична механіка – технічна наукова дисципліна, яка описує загальні закони, фізико-математичні методи стосовно до ідеалізованим моделям реальних об’єктів (матеріальної точці, абсолютно твердому тілу). Зазвичай вона включає три основні розділи: в рамках статики розглядаються умови рівноваги систем механічної природи; кінематики – описується рух моделей тіл без розгляду його причин, які вивчаються в динаміці.
Механіка суцільних середовищ охоплює коло питань, що стосуються руху рідин, газів, сипучих речовин, а також виникають у них взаємодій.
Існує ще ряд технічних дисциплін прикладної спрямованості, що займаються вивченням властивостей і проектуванням реальних об’єктів механічної природи. Наприклад, теорія механізмів і машин визначає методи і підходи до побудови, дослідженню кінематики і динаміки цих пристроїв, опір матеріалів – способи розрахунків конструкцій на міцність, жорсткість і стійкість.
Таким чином, під загальною назвою «механіка» ховається безліч технічних і фізико-математичних напрямів в науці, для розуміння базових положень яких достатньо вивчення звичайного курсу фізики. Однак щоб займатися, наприклад, машинобудуванням або дослідженнями явищ, що відбуваються на рівні молекул і атомів, доведеться освоїти ще безліч дисциплін, осягаючи крок за кроком багато тонкощів руху і взаємодії об’єктів та їх систем.

Посилання на основну публікацію