ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия теоретической механики из "Курс теоретической механики 1973 " Положение и движение тел могут быть определены только по отношению к каким-либо другим телам. [c.5] В природе тела взаимодействуют друг с другом. Взаимодействие тел может выражаться по-разному например, оно мол ет заключаться в передаче от одного тела к другому какого-то количества теплоты, электрического заряда и пр. Механическим взаимодействием называют один из видов взаимодействия материи, вызывающий изменение механического движения тел или частей тела, а также препятствующий изменению взаимных положений тел или частей тела. [c.5] Из понятия механическое взаимодействие вытекает другое тесно связанное с ним понятие — механическое воздействие на данное тело или на его часть. Если из всех взаимодействующих тел мысленно выделить какое-либо одно (или его часть) и, не интересуясь действием этого тела на другие, рассматривать лишь действие других тел на выбранное нами, то мы получим механическое воздействие на данное тело. [c.5] Материальные тела, изучением движения чГеТ ы Та ического ИЛИ расчетом которых занимаются отдель-движения и механического ные из этих наук, весьма различны между взаимодействия, общие для собой. Но все ЭТИ науки имеют много об-любых материальных тел щего И объединены под названием механика не случайно движения материальных тел, так же как и их механические взаимодействия, обладают многими общими свойствами, независимыми от движущихся тел. Например, можно говорить о ско рости какого-либо тела независимо от того, что именно представляет собой это тело, будь то дождевая капля, футбольный мяч, поршень или самолет. Точно так же можно говорить о вращении материального тела независимо от того, является ли это тело маховым колесом, ротором молочного сепаратора, вальцом вальцового станка, волчком или планетой. Можно установить, следовательно, общие свойства движения материальных тел независимо от того, какие именно материальные тела совершают эти движения. Аналогично можно изучать и механические взаимодействия и их общие свойства, не интересуясь тем, какие именно физические тела взаимодействуют между собой. [c.6] Механическое движение и механические взаимодействия подчиняются определенным законам. Эти законы носят объективный характер, они не придуманы людьми и существуют в природе независимо от воли людей. [c.6] Изучением законов механического движения и механического взаимодействия, общих для любых тел, занимается теоретическая механика, называемая также общей механикой. [c.6] Все законы, принципы и положения теоретическая механика получает, изучая движение самых различных тел. Но чтобы изучить общие свойства движения и взаимодействия тел, приходится отвлекаться (или, как говорят, абстрагироваться) от несущественных особенностей, присущих именно данному телу, отмечая только важное и общее. Это привело к понятиям идеальных тел, обладающих, вполне определенными идеальными свойствами. Таковы понятия материальной точки и абсолютно твердого тела. [c.6] Чем меньше размеры тела, тем меньше, вообще говоря, отличаются друг от друга движения его материальных частиц. Абстрагируясь от различия в движениях частиц тела, можно представить себе материальное тело сколь угодно малым, принять его за точку. Материальная точка не имеет размеров, но отличается от геометрической точки тем, что обладает некоторой массой равной Nfa e того тела, которое она изображает, и способна, как и тело, передвигаться в пространстве. Так, например, если мы примем за материальную точку какую-нибудь планету, то будем считать, что материальная точка обладает массой планеты. Если же мы будем изучать движение артиллерийского снаряда и примем его за материальную точку, то такая точка будет иметь массу, равную массе снаряда. [c.7] В отличие от реально существующих материальных частиц материальная точка является отвлеченным понятием—абстракцией. Оно вводится в механику единственно с целью упростить изучение основных свойств движения, с которыми мы встречаемся в природе и в технике. Движение материальной точки значительно проще, чем движение материального тела. Здесь отсутствуют сложности, связанные с размерами тела и, следовательно, с различием в движении его частиц. [c.7] Абсолютно твердых тел вообще не существует в природе. Это понятие введено в теоретическую механику для упрощения изучения механического движения и механических взаимодействий. В теоретической механике абсолютно твердое тело часто называют коротко твердым телом. [c.8] В теоретической механике не интересуются физической природой силы, абстрагируются от ее физической причины. Вызвана ли данная сила мускулатурой человека или животного, давлением пара, притяжением или какими-либо другими причинами, в механике это не имеет существенного значения, а важны лишь величина и направление силы, вполне, с точки зрения механики, характеризующие воздействие на данную материальную частицу в данное мгновение. [c.8] Абстрагируясь от физической сущности силы, в теоретической механике устраняют тем самым многие неясности, связанные с понятием силы в других науках. Земная механика есть единственная наука, в которой действительно знают, что означает слово сила . Ведь основными условиями земной механики являются, во-первых, отказ исследовать причину толчка, т. е. природу соответственной в каждом случае силы... 1. [c.8] При изучении действия силы на тело нас будет интересовать и вопрос о том, в какой точке эта сила действует на тело, или, как говорят, в какой точке эта сила приложена к телу. [c.8] Поясним сказанное следующим примером. Пусть положение всех частиц тела относительно каких-либо других тел не изменяется со временем. Про такое тело говорят, что оно находится в относительном покое по отношению к этим телам. Относительный покой, рассматриваемый в связи с силами, называют относительным равновесием, или, коротко, равновесием. Пусть к абсолютно твердому телу, находящемуся в покое, приложили две равные силы, действующие по одной прямой, но в противоположные стороны. Совершенно очевидно, что такие две силы не смогут нарушить равновесия абсолютно твердого тела. Этот закон мы принимаем как аксиому. Но если вместо абсолютно твердого тела мы подвергнем действию двух таких сил какое-либо реальное физическое тело, например, будем растягивать какую-нибудь пружину, то в зависимости от жесткости этой пружины и величины действующих сил мы получим более или менее значительную деформацию пружины или даже разрыв ее. Таким образом, отказавшись от понятия абсолютно твердого тела, мы не смогли бы установить общего закона о равновесии тела под действием двух сил. Установив же в теоретической механике этот общий закон на основании свойств абсолютно твердого тела, мы сможем в каждом отдельном случае применять его к реальным физическим телам, что составляет предмет других отраслей механики. [c.9] Ленин указал, отмечая общие пути развития наук От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике—таков диалектический путь познания истины... . [c.9] Приблизительно ту же мысль высказал М. В. Ломоносов Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения, есть лучший всех способ к изысканию правды . [c.9] В теоретической механике, основываясь на изучении движения различных физических тел, устанавливают общие законы движения. В других механических науках используют и применяют эти общие законы теоретической механики к отдельным, более частным случаям. Все эти науки и техника в той или иной мере опираются на теоретическую механику и, предъявляя к ней определенные требования, побуждают ее к дальнейшему развитию. [c.9] Иногда мы можем принять какое-либо тело за абсолютно твердое. Так мы обычно поступаем в случаях, когда связь между частицами этого тела достаточно велика, чтобы помешать всякому заметному изменению его формы под действием приложенных к нему сил, или если мы можем пренебречь изменением очертаний и размеров тела. [c.10] Иногда же оказывается удобным принять части какого-либо тела или звенья механизма за отдельные точки и рассматривать все тело или весь механизм как систему материальных точек. Таким образом, в различных задачах теоретической механики одно и то же материальное тело может быть принято и за материальную точку, и за абсолютно твердое тело, и за материальную систему. [c.10] например, при изучении движения Земли вокруг Солнца мы можем считать Землю (как и Солнце) материальной точкой, но при изучении враш,ения Земли вокруг оси мы считаем ее абсолютно твердым телом. Если мы будем изучать какие-либо явления, происходящие на Земле (приливы, отливы или морские течения), то мы не можем считать Землю абсолютно твердым телом, а принимаем ее за систему материальных точек. [c.10] Вернуться к основной статье