1. Механикалық қозғалыс материя - қозғалысының қарапайым формасы.

Механика – физиканың бөлімі, ол механикалық қозғалыстың заңдылықтарын және сол қозғалысты жасайтын немесе өзгертетін себептерді зерттейді.

Механикалық қозғалыс – денелердің немесе олардың бөліктерінің кеңістікте орналасуының уақыт өткен сайын өзгеруі. Әдетте механика деп классикалық механиканы түсінеді; онда макроскопиялық денелердің қозғалысы қарастырылады, олардың жылдамдығы вакуумдегі жарық жылдамдығынан көп есе аз.

Жылдамдығы вакуумдегі жарық жылдамдығына жақын денелердің қозғалыс заңдарын релятивтік механика зерттейді.

Кванттық механика – атомдар мен элементар бөлшектер қозғалыс заңдарын зерттейді.

Механика бөлімдері:

Кинематика – денелердің қозғалысын қарастырады, бірақ ол қозғалыстың себептерін қарастырмайды.

Динамика– денелердің қозғалысын және ол қозғалыстың себептерін қарастырады.

Статика – денелер жүйесінің тепе-теңдік заңдарын қарастырады.

Механика, нақты мәселенің шартына байланысты, денелердің қозғалыстарын сипаттау үшін әр түрлі қарапайымдалған физикалық моделдерді пайдаланады:

· материалдық нүкте – берілген мәселенің шартында формасы мен өлшемдерін елемеуге болатын дене.

· Абсалют қатты дене – берілген мәселенің шартында деформациясын елемеуге болатын дене және ол дененің кез келген екі нүктесінің арақашықтығы тұрақты болып қалады.

· Абсолют серпімді дене – деформациясы Гук заңына бағынатын дене, ол сыртқы күштік әсерлер тоқталғаннан кейін мұндай дене өзінің бастапқы формасын толық қалпына келтіреді.

· Абсолют серпімсіз дене – сыртқы күштер әсері тоқталғаннан кейін деформацияланған күйін толық сақтайтын дене.

Қатты дененің кез келген қозғалысын ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстардың комбинациясы ретінде қарастыруға болады.

Ілгерілемелі қозғалыс – денемен қатаң байланысқан кез келген түзу өзінің бастапқы орнына параллель болып қалатын қозғалыс.

Айналмалы қозғалыс – дененің барлық нүктелері айналу осі деп аталатын бір түзудің бойында центрі жататын шеңберлер бойымен қозғалатын қозғалыс.

2.Кеңістік пен уақыт. Санақ жүйесі

Денелердің механикалық қозғалысы және осы қозғалыспен байланысқан денелер арасындағы өзара әсерлесуді зерттеу механика пәні болып табылады. Механикалық қозғалыс дегеніміз денелердің немесе оны құрайтын бөлшектердің кеңістікте уақыт бойынша өзара орындарының өзгерісі.

Кеңістік және уақыт ұғымдары физикалық теорияның негізін құрайды. Кеңістік және уақыт материядан ажырамайды, олар - бір-бірімен байланысқан материяның өмір сүру формалары. Кеңістік - материалдық нысандардың бар екендігін көрсетсе, уақыт - құбылыстардың ауысу ретін анықтайды.

Кеңістік пен уақыттың абстрактілі математикалық модельдері (мысалы, эвклид кеңістігі) қандай да бір дәрежеде жоғары оқу орнындағы физиканың негізгі есептерінің бірі болып табылатын кеңістік пен уақыттың нақты қасиеттерін көрсетіп береді.

Барлық қозғалыс салыстырмалы. Механикалық қозғалысты сипаттау үшін денелер жиынтығы, координата мен сағат жүйелерінен тұратын санақ жүйесі қажет болады.

Нақты есептердің берілген шарттарына қарай, механикада дененің қозғалысын сипаттау үшін сол дененің қарапайымдалған физикалық модельдерін ( үлгілерін ) пайдаланады.

Материялық нүкте - берілген есептің шарты бойынша өлшемдері мен пішінін ескермеуге болатын дене.

Абсолют қатты дене - берілген есептің шартына сай онда орын алатын деформациялануды ескермеуге болатын дене, бұл дененің кез-келген екі нүктесінің ара қашықтығы әрқашан өзгеріссіз болып отырады.

Санақ жүйесі.

Денелердің қозғалысы кеңістікте және белгілі уақытта өтеді. Сондықтан материалдық нүктенің қозғалысын сипаттау үшін, бұл нүкте кеңістіктің қандай орындарында болғанын және осы немесе басқа орындардан уақыттың қандай кезеңдерінде өткенін білу керек.

Санақ денесі – оған салыстырғанда басқа денелердің орны анықталатын қалауымызша алынған дене.

Санақ жүйесі – санақ денесімен байланысқан координат пен сағаттар жүйесі.

Ең көп қолданылатын координат жүйесі – декарттық координат жүйесі – оның ортонормалданған базисі модулі бойынша үш бірлік және координат басынан жүргізілген өзара ортогонәлді векторлар  құрайды.

Қалауымызша алынған М нүктесінің орны О координат басын М нүктесімен қосатын  радиус-вектормен сипатталады (1-сурет).

,  .

Егер материалдық нүктенің декарттық координаты уақытқа тәуелділікпен берілсе, материалдық нүктенің қозғалысы толық анықталған болады.

,  ,  .

Бұл теңдеулер нүкте қозғалыстарының кинематикалық теңдеуі деп аталады. Олар нүктенің қозғалыстарының бір векторлық теңдеуіне эквивалентті:

.

Таңдап алынған санақ жүйесіне салыстырғанда қозғалатын материалдық нүкте (немесе дене) сызатын сызық траектория деп аталады. Кинематикалық теңдеулерден  параметрін шығарып тастап, траектория теңдеуін алуға болады.

Траектория формасына сәйкес қозғалыс түзу сызықты немесе қисық сызықты болуы мүмкін.

 

Жолдың ұзындығы деп берілген уақыт аралығында нүкте жүріп өткен траектория бөліктерінің ұзындықтарының қосындысын айтады  . Жол ұзындығы – уақыттың скалярлық функциясы.

Орын ауыстыру векторы  - қозғалатын нүктенің бастапқы орнынан қарастырылатын уақыт кезеңіндегі орнына жүргізілген вектор (нүктенің қарастырылған уақыт аралығындағы радиус-векторының өсімшесі).

.

шегінде хорда бойынша жол ұзындығы  және хорданың ұзындығы  бірте-бірте айырмашылық аз болады:  .