Введение

Физика – одна из естественно-научных дисциплин, наука об основополагающих закономерностях, определяющих процессы и явления в природе. Она тесно связана с развитием нашего понимания природы, формированием естественно-научного мировоззрения.

Основная задача физики – выявлять фундаментальные закономерности, определяющие процессы и явления в природе, и предоставлять другим наукам основы знаний, открывающие новые возможности инженерных решений, прорыв в новые технологии, поэтому физика является неотъемлемой частью профессионального образования в большинстве областей человеческой деятельности. Фундамент физических знаний должен помочь будущему специалисту разбираться в постоянно возникающих новых технологиях, материалах, приборах и методах измерений.

Традиционно физика делится на разные, в какой-то степени независимые друг от друга разделы. Механика является стартовым разделом, с которого обычно и начинается изучение всего курса физики. Предметом механики являются законы движения и равновесия тел при известном взаимодействии между ними. С первых шагов нашей жизни мы оказываемся непрестанно вовлеченными в мир бесчисленных перемещений и механических воздействий. Механические представления о движении пронизывают все естественные науки, поскольку любое изменение, развитие, взаимодействие предполагает и перемещение чего-либо, будь то галактики, звезды и планеты, машины и механизмы, атомы и молекулы, звуковые и электромагнитные волны.

История становления и развития физики, и в первую очередь механики как науки в современном понимании, это есть одновременно становление и развитие того, что принято называть «современным научным подходом». Именно при изучении законов механики из-за ее непростой и долгой истории и блестящих результатов можно одновременно осваивать и основные элементы современного метода познания любых явлений природы, понимать приближенный характер наших знаний о природе, представлять взаимосвязь теории и эксперимента, понимать логику научного мышления. Все это окажется неоценимым подспорьем при изучении других наук, при овладении любой новой профессией.

Цель настоящего пособия – сосредоточить внимание студентов на основных законах классической и релятивистской механики (законах движения, динамических законах и законах сохранения). Однако современный курс физики никоим образом не может сводиться только к изложению теоретического материала. Не меньшая роль принадлежит лабораторным работам и семинарским занятиям, а также заданиям для самостоятельной работы. Чтобы помочь студенту в самостоятельной работе, практически каждая глава заканчивается достаточно подробным анализом решения целого ряда задач. Рассмотренные примеры призваны показать, как следует применять те или иные законы при решении конкретных вопросов. Они дополняют и развивают изложение основного теоретического материала, способствуют более глубокому его усвоению.

В приложении пособия кратко рассмотрены отдельные вопросы векторной алгебры, а также начальные понятия дифференциального и интегрального исчисления. Данные сведения из курса математики должны способствовать лучшему пониманию излагаемого материала, не вызывая в то же время необходимость обращения к пособиям по математике. Кроме того, представлены основные понятия погрешностей измерений и методы их оценки в физическом практикуме по механике.

В конце каждой главы сформулированы основные положения и контрольные вопросы.