ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие к пятому изданию из "Курс теоретической механики Том1 Статика и кинематика Изд6 " ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ. [c.8] Пятое издание перепечатано с четвёртого издания без изменений, за исключением исправления опечаток и уточнения некоторых формулировок. [c.8] Механика есть наука о движениях и о силах. Оба понятия — как движение, так и сила — требуют пояснений, которые здесь и будут даны в той мере, в какой это необходимо в начале изучения механики. [c.9] Среди разных форм движения материи механика имеет дело с простейшей формой движения, которое состоит в изменении взаимного положения тел или частей тела друг относительно друга с течением времени движение такой формы называется механическим движением. [c.9] Хотя понятие силы и представляется всем привычным, и слово сила часто употребляется нами в обычной разговорной речи, однако установление точного смысла этого понятия не является простым делом. Наблюдение и опыт показывают, что тела механически воздействуют одно на другое, т. е. или изменяют движение тел, или производят деформации этих тел. Мы очень часто не знаем, в чём физически состоит существо этого механического воздействия тел друг на друга, но, не касаясь физической сущности этого механического воздействия, мы даём ему название силы. Понятие силы- оказывается очень полезным для механики, так как, научившись измерять силы, мы имеем в силе и причину внешнего воздействия и меру внешнего воздействия. [c.9] Из самого определения механического движения следует, что можно говорить о движении рассматриваемого тела лишь по отношению к другому телу. Изучая движение тех или других материальных объектов, мы относим их положение к какому-либо определённому телу, например к Земле или к предметам, неизменно связанным с ней. Тело, относительно которого рассматривается изучаемое движение, называют системой отсчёта. Обычно с таким телом для удобства определения положения движущегося материального объекта неизменно связывают ту или другую систему координат, которую также называют системой отсчёта. [c.9] Современная наука не признаёт абсолютно неподвижного пространства. Говоря о движении, мы всякий раз должны указать ту систему отсчёта, к которой отнесено движение, без чего понятие движения и, в частности, покоя лишено содержания. Однако среди всех возможных систем отсчёта мы можем выделить такие, для которых, хотя бы приближённо, оказываются справедливыми основные законы Ньютона. Как устанавливаются такие так называемые инер-циальные системы, будет указано во второй части настоящего Курса теоретической механики . Там же будет показано, что при изучении очень многих механических явлений можно без ощутимой погрешности принимать за инерциальную систему любую систему осей координат, неизменно связанную с земной поверхностью. [c.10] Основные законы механики, установленные Ньютоном, безраздельно господствовали в науке целые полтора столетия, пока в середине прошлого века не выяснилось, что взаимодействие между магнитными полями и электрическими зарядами приводит к силам, не подчиняющимся законам Ньютона. Тогда была создана для изучения этого рода взаимодействий новая наука,, получившая название электродинамики . [c.10] После этого до конца прошлого столетия уже не было сомнений в том, что механика Ньютона, или классическая механика , применима к механическому движению любых материальных объектов, хотя знали, что величина перемещения перигелия орбиты планеты Меркурия, равная приблизительно трём четвертям минуты в столетие, не поддаётся объяснению. К началу этого столетия накопился ряд других фактов, которые не поддавались объяснению с помощью классической механики. [c.10] НЬЮТОНОВСКИХ ПОНЯТИЙ Пространства и времени и релятивистских понятий пространства и времени на практике неощутима. [c.11] Изучение явлений радиоактивности привело к открытию того, что атомы имеют сложную структуру, причём попытки применения классической механики к изучению движения частей, из которых состоят атомы, например к изучению движения электронов, оказались безуспешными. Для объяснения этих движений была в 30-х годах настоящего столетия создана новая наука квантовая механика или волновая механика , с помощью которой и оказалось возможным изучать внутриатомные движения. Законы квантовой механики во многом значительно отличаются от законов классической механики. [c.11] Мы видим, что вместо единой классической механики, претендовавшей в XVIII веке на объяснение всех явлений, в средине XX века мы имеем уже четыре механики классическую, специальную релятивистскую, общую релятивистскую и квантовую. Но так как выводы классической механики применимы вообще, а в условиях земного опыта применимы всегда, ко всем случаям механического движения макроскопических тел (вплоть до размеров молекул) со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, то изучение классической теоретической механики является существенно необходимым. [c.11] Настоящий Курс теоретической механики есть курс классической механики, которою мы только и будем заниматься. [c.11] Механику можно разбить на три части кинематику, динамику и статику. [c.11] Динамика изучает механическое движение тел в зависимости от действующих на них сил. [c.12] Статика занимается частным случаем динамики случаем равновесия тел, т. е. случаем, когда результаты действия сил взаимно уничтожаются. [c.12] Заметим, что такое разделение механики условно, так как нельзя установить резкой грани между явлениями, относящимися к каждому из этих разделов. Мы, однако, удержим это разделение, так как оно облегчает усвоение механики. Настоящий Курс теоретической механики разбит на три раздела статику, кинематику и динамику такая последовательность разделов удобна по двум причинам. [c.12] Во-первых, благодаря этой последовательности оказывается возможным начинать изучение механики раньше, так как для овладения статикой требуются, кроме элементарной математики, лишь некоторые сведения из аналитической геометрии. Приступая к изучению кинематики, учащийся должен быть знаком с элементами дифференциального исчисления, и лишь для усвоения динамики требуется знакомство с интегральным исчислением и с интегрированием дифференциальных уравнений. [c.12] Второе соображение, заставляющее начинать курс механики в высших технических учебных заведениях со статики, состоит в том, что при таком порядке изложения является возможность раньше перейти к прикладным наукам, опирающимся в значительной мере на статику. [c.12] С принципиальной точки зрения было бы более правильно начинать изучение механики с кинематики, так как изложение при этом выиграло бы в логической стройности. Так, например, при таком порядке не пришлось бы разбивать статику на две части, вставляя между ними кинематику, вследствие того, что вторая часть статики требует знания кинематики. Однако вышеизложенные практические соображения заставляют начинать курс теоретической механики со статики в ущерб строгости изложения и логичности в расположении материала. [c.12] Вернуться к основной статье