ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предмет, метод, место среди естественных наук и границы применимости теоретической механики из "Курс теоретической механики " Материя, в философском смысле,— это все то, что реально существует вне нас, независимо от нашего сознания и что может быть воспринято нашими органами чувств непосредственно или с помощью специальных приборов и экспериментов. [c.5] Движение, в философском смысле,— это всякое происходящее в пространстве и во времени изменение реальности, всякий процесс. Движение является основным, неотъемлемым свойством материи. Движущаяся материя существует извечно и не может быть ни создана, ни уничтожена. Пространство и время неотделимы от движущейся материи и являются объективными формами ее существования. [c.5] Формы движения материи многообразны и взаимно связаны. Наиболее простой формой движения материи является механическое движение. Под механическим движением материального объекта понимают происходящее с течением времени изменение его положения по отношению к другим материальным объектам. Более сложные формы движения материи — тепловые, химические, электромагнитные и другие процессы — не сводятся и не могут быть сведены к механической форме движения. Они содержат механическую форму движения, но полностью ею не объясняются и не исчерпываются. [c.5] Все многообразие явлений природы есть не что иное, как проявление различных форм движения материи. Участие естественных наук в познании явлений природы заключается в том, что естественные науки изучают основные свойства материи и общие законы различных форм ее движения. [c.5] В природе мы наблюдаем различные формы взаимодействия материальных объектов, но в теоретической механике рассматривается только механическое взаимодействие. Под механическим взаимодействием материальных объектов понимают такое их взаимодействие, которое либо приводит к движению (в частности, к покою) одних материальных объектов относительно других, либо к деформации материальных объектов, либо к тому и другому вместе. Так, например, вследствие механического взаимодействия Земли и Солнца мы наблюдаем движение Земли относительно Солнца тело, лежащее на столе, вследствие механического взаимодействия с Землей и столом находится в покое относительно Земли деталь вследствие механического взаимодействия с молотом деформируется. [c.6] Установление меры механического взаимодействия материальных объектов привело к понятию силы. Сила в теорегНической механике есть величина, которая не только отражает объективное существование механического взаимодействия между материальными объектами, но и является количественной мерой этого взаимодействия. [c.6] Таким образом, сила возникает только в результате механического взаимодействия материальных объектов. Поэтому нельзя рассматривать силу как нечто, существующее в природе само по себе, независимо от материального объекта, являющегося ее источником, и материального объекта, испытывающего ее действие. Пользуясь понятием силы, нужно всегда помнить, что только в целях простоты мы заменяем этим понятием механическое взаимодействие между рассматриваемыми материальными объектами. [c.6] Механическое взаимодействие между материальными объектами не обязательно осуществляется путем непосредственного контакта. Например, движение тела под действием силы притяжения Земли совершается в воздухе при отсутствии непосредственного контакта между телом и Землей. [c.6] Физическая природа сил разнообразна. Вопрос о физической природе силы в теоретической механике не играет роли, так как здесь нас интересует только тот эффект, который производят на данный материальный объект действующие на него силы назависимо от физической сущности этих сил. [c.6] Из определения механического движения следует, что можно говорить об изменении положения того или иного материального объекта лишь по отношению к другому какому-нибудь материальному объекту, который играет при этом роль системы отсчета. [c.6] Так как выбор системы отсчета в известной мере произволен и зависит от характера рассматриваемой задачи, то понятия о механическом движении и покое являются по существу относительными, и материальный объект, движущийся по отношению к одной системе отсчета, может находиться в покое по отношению к другой системе отсчета. Поэтому при изучении механического движения всегда нужно знать ту систему отсчета, по отношению к которой будет изучаться данное движение. Если такая система отсчета не задана, то задача изучения механического движения становится в механике неопределенной. Любое механическое движение (и равновесие) имеет объективный характер, и относительность механического движения не означает, что оно субъективно. [c.7] Так как в природе абсолютно неподвижных материальных объектов не существует, то принципиально невозможно установить абсолютно неподвижную систему отсчета. Следовательно, понятия абсолютного движения и абсолютного покоя, т. е. движения и покоя относительно абсолютно неподвижной системы отсчета, не имеют конкретного смысла. В теоретической механике возможность установления абсолютно неподвижной системы отсчета постулируется. Эту систему отсчета можно мыслить как часть введенного Ньютоном трехмерного абсолютно неподвижного пространства, в котором все измерения проводятся на основании аксиом геометрии Эвклида. За основную, или абсолютно неподвижную систему отсчета, отвечающую полностью принятой в теоретической механике совокупности основных законов, условно принимают гелиоцентрическую систему, т. е. систему координат с началом в центре Солнца и осями, направленными к трем так называемым неподвижным звездам. Но при решении многих технических задач движение Земли относительно гелиоцентрической системы не учитывают и абсолютно неподвижную систему отсчета соединяют с Землей. Очевидно, что при этом совершаются некоторые погрешности, которые, однако, невелики и могут быть учтены. [c.7] Наряду с предположением о существовании абсолютного пространства, в теоретической механике, следуя Ньютону, делается предположение о существовании абсолютного времени, одинакового для всех точек как абсолютно неподвижной системы отсчета, так и любой подвижной системы отсчета независимо от характера ее движения. [c.7] Все эти представления Ньютона о пространстве и времени были в своей основе материалистическими, поскольку пространство и время признавались им объективно существующими. Однако понятия пространства и времени устанавливались Ньютоном метафизически, так как он отрывал пространство и время от движущейся материи. [c.7] Времени являются полноценными и достаточно точными абстракциями реального пространства и реального времени. [c.8] В определении механического движения, кроме понятий пространства и времени, содержится еще понятие о том, что движется, т. е. понятие о материальном объекте, имеющем массу. [c.8] В теоретической механике различают материальные объекты только по их геометрической форме, массе и по распределению массы в объемах этих материальных объектов, полагая, что все другие физические свойства одинаковы. Кроме того, в теоретической механике считают, что материальным объектам присуще такое свойство, в силу которого в одном и том же месте не могут находиться одновременно два или большее количество материальных объектов. [c.8] В качестве материальных объектов в теоретической механике рассматриваются абсолютно твердое тело, материальная точка и механическая система материальных точек или тел. [c.8] Всякое реальное тело природы вследствие взаимодействия с другими материальными объектами, будет ли оно оставаться в покое или приходить в определенное движение, изменяет свою форму (деформируется). При этом величины этих деформаций зависят от материала тела, его геометрической формы и размеров, а также от действующих на тело сил. Учет этих деформаций имеет существенное значение при расчете прочности частей (деталей) различных инженерных сооружений или машин . При этом для обеспечения необходимой прочности той или иной конструкции материал и размеры ее частей подбирают так, чтобы деформации при действующих силах были достаточно малы. Поэтому при изучении общих законов механического движения и общих условий равновесия твердых тел можно пренебрегать малыми деформациями этих тел и рассматривать их как недеформируемые, или абсолютно твердые. Абсолютно твердым телом называют такое тело, расстояние между двумя любыми точками которого всегда остается неизменным. В дальнейшем при изучении теоретической механики будем рассматривать все тела как абсолютно твердые. [c.8] Землю за материальную точку с массой, равной массе Земли, ввиду того, что размеры Земли весьма малы по сравнению с ее расстояниями от Солнца, и поэтому ими можно пренебречь. Но в задаче о вращении Земли вокруг ее оси уже нельзя принять Землю за материальную точку, а нужно рассматривать ее как тело конечных размеров. [c.9] Вернуться к основной статье