Динамика

Динамика – это наука, которая изучает движение тел, исследуя причины его возникновения и изменения. В основе динамики лежат законы И. Ньютона, которые и позволяют разобраться в выше указанных причинах и описать взаимодействие тел при скоростях их движения гораздо меньших скорости света, когда длительность событий во всех инерциальных системах отсчета одинакова и масса движущегося тела от скорости не зависит. Правильность законов Ньютона (для обширного, но все же ограниченного круга явлений) подтверждается согласием с опытом получаемых с их помощью результатов.

Первый закон Ньютона читается так: Всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерно прямолинейно движется до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Таким образом, Ньютон открыл новое физическое явление: явление сохранение телом (материальной точкой) состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, в отсутствии действия на него других тел или когда это действие скомпенсировано, называется инерцией. Поэтому 1-ый закон Ньютона иногда называют законом инерции. Как известно, любое физическое явление наблюдается в той или иной системе отсчета, поэтому системы отсчета, в которых наблюдается инерция или действует 1-ый закон Ньютона, называют инерциальными системами отсчета. Кроме того, 1-ый закон Ньютона исключает существование причин возникновения движения, так как движение по инерции происходит без участия внешних воздействий и может протекать в инерциальных системах отсчета бесконечно долго. Это утверждение справедливо и с точки зрения философии, ведь движение есть форма существования материи, а материя, как известно, категория вечная, значит и форма ее существования тоже вечна.

Второй закон Ньютона устанавливает причину изменения движения материальной точки (тела), то есть возникновения ускорения: ускорение приобретаемое материальной точкой (телом), прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально ее массе, то есть = /m, отсюда = m

Третий закон Ньютона устанавливает парный характер взаимодействия тел в природе: Силы, с которыми тела (материальные точки) действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению, одинаковы по своей природе и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки (тела), то есть = 

Следует отметить, что эти силы никогда не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам.

Второй закон Ньютона содержит две основные динамические величины – силу и массу, которые играют ключевую роль не только в динамике, но и во всей классической физике в целом. Сила – это векторная физическая величина, которая характеризует действие одного тела на другое, в результате которого возникают ускорения и деформации (причем одновременно и у обоих взаимодействующих тел). Любая сила характеризуется тремя признаками – величиной, направлением и точкой приложения. В механике мы встречаемся с проявлением всего лишь двух типов сил: гравитационных и электромагнитных – это силы всемирного тяготения (например, сила тяжести), силы упругости (например, вес тела) и силы трения. Масса тела – это количество вещества в объеме данного тела m=ρV ( ρ – плотность вещества тела, V-объем тела), количественная мера способности тел к гравитационным взаимодействиям F=G (сила гравитационного взаимодействия F пропорциональна массам m₁ и m₂ взаимодействующих тел), это мера инертности тел, то есть мера способности тел приобретать определенное ускорение под действием силы. Не следует путать два важных понятия в динамике: 1. Инерция - это физическое явление, происходящее с телами. 2. Инертность – это свойство присущее всем телам.