Механика, молекулярная физика

Л-1

Глава I. Физические основы динамики.

§1.1. Предмет механики. Кинематика и динамика. Классическая механика. Квантовая механика. Релятивистская механика.

Механика – это часть физики, изучающая закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механическое движение – это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей в пространстве относительно друг от друга.

Движение тел происходит в пространстве и во времени. Ньютон считал пространство и время абсолютными, не зависящими как друг от друга, так и от присутствующих в пространстве тел.

Механика делится на три раздела:

1) кинематику;

2) динамику;

3) статику.

Кинематика – изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обусловливают.

Динамика – изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.

Статика – изучает законы равновесия системы тел. Если известны законы движения тел, то из них можно установить и законы равновесия.

Клаccическая (квантовая) механика – механика Галилея-Ньютона, рассматривает законы движения макроскопических (микроскопических) тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме с.

Квантовая механика – изучает законы движения микроскопических тел (атомы, элементарные частицы), для которых законы классической механики неприменимы.

Релятивистская механика – изучает законы движения макроскопических тел со скоростями, близкими к скорости света в вакууме с. Релятивистская механика основана на специальной теории относительности А. Эйнштейна.

§1.2. Силы.

В современной физике различают четыре вида взаимодействий:

1) гравитационное,

2) электромагнитное,

3) сильное или ядерное (обеспечивает связь частиц в атомном ядре)

4) слабое (ответственное за многие процессы распада элементарных частиц).

В классической механике имеют дело с гравитационными и электромагнитными силами и силами трения, упругие силы и силы трения являются по своей природе электромагнитными.

Гравитационные и электромагнитные силы являются фундаментальными – их нельзя свести к другим, более простым силам. Упругие же силы и силы трения не являются фундаментальными.

Законы фундаментальных сил просты.

Гравитационные силы

Электрические силы

Магнитные силы = q

Эти формулы являются точными. Для упругих сил и сил трения можно получить приближенные электрические формулы.

§1.3. Элементы кинематики.

Физические модели: материальная точка, система материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда.

Материальная точка – тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Абсолютно твердое тело – это тело, которое ни при каких условиях не может деформироваться и при всех условиях расстояние между любыми двумя точками этого тела остается постоянным. Заметим, что существование абсолютно твердого тела запрещено теорией относительности.

Механика сплошной среды – изучает движение и равновесие газов, жидкостей и деформируемых тел, рассматривает вещество как непрерывную сплошную среду, отвлекаясь от прерывистого молекулярного строения.