§ 11. Динамика материальной точки.

Взаимодействие.

18. Рассмотрим типы движения и условия их осуществления:

Д вижение тела

Равномерное, прямолинейное осуществляется, если на тело не действуют другие тела, тело движется по инерции.

Неравномерное, прямолинейное; неравномерное, непрямолинейное; равномерное, непрямолинейное осуществляются, если на тело действуют другие тела, тело движется в результате взаимодействия.

Таким образом, тип движения определяется некоторой причиной, а именно: если на тело не оказывается никакого воздействия, то тело движется по инерции, а воздействие на тело других тел приводит к движению не по инерции. К этому выводу человечество пришло уже давно, поэтому и возникла необходимость изучать взаимодействие тел. Несмотря на огромное количество различных взаимодействий различных тел, все взаимодействия можно свести к четырём фундаментальным их видам.

Виды фундаментальных взаимодействий:

1. Гравитационное – обусловлено всемирным тяготением, осуществляется между телами обладающими массами.

2. Слабое – отвечает за многие процессы распада элементарных частиц.

3. Электромагнитное – осуществляется через электрические и магнитные поля между электрически заряженными телами.

4. Сильное (ядерное) – обеспечивает связь частиц в атомном ядре.

Виды фундаментальных взаимодействий расположены в порядке возрастания их интенсивностей.

Движение тел с учётом причин вызывающих или изменяющих его изучается динамикой.

В основе классической или ньютоновской механики¹ лежат три закона динамики, сформулированные Ньютоном в 1687 году.

Законы Ньютона являются результатом обобщения большого количества опытных фактов.

Как и любая теория, классическая механика имеет границы применимости.

Границы применимости классической механики:

1. Тела должны иметь размеры и массы не меньше размеров и масс атомов.

2. Тела должны двигаться с малыми скоростями по сравнению со скоростью света в вакууме.

Примечание: уравнения релятивистской механики в пределе (для скоростей, малых по сравнению со скоростью света в вакууме) переходят в уравнения классической механики, то есть классическая механика – частный случай релятивистской механики. А уравнения квантовой механики дают в пределе (для размеров и масс тел, больших по сравнению с размерами и массами атомов) уравнения классической механики, то есть классическая механика является предельным случаем квантовой механики.

В рамках классической механики имеют дело с гравитационным и электромагнитным взаимодействием, которые являются фундаментальными – их нельзя свести к другим, более простым взаимодействиям.

Пространство и время в классической механике.

Перед рассмотрением законов Ньютона обратим внимание на один момент. Механическое движение происходит в пространстве и во времени. Как соотносятся эти две категории в классической механике? Для того чтобы дать ответ на этот вопрос, нужно опять обратиться к многовековому опыту человечества. На основе этих накопленных знаний, Ньютон сформулировал, казалось бы, очевидное представление о пространстве и времени.

В классической механике пространство и время рассматриваются независимо друг от друга², то есть существует независимое пространство – безотносительное к чему-либо внешнему вместилище вещей, остающееся всегда одинаковым и неподвижным, и абсолютное время – когда два события, одновременные в какой-либо системе отсчёта, будут одновременными и во всех остальных.