1. Предмет и значение физики. Формы движения, изучаемые физикой. Механическое движение. Механика, ее составные части. Пространство и время в классической механике.

ФИЗИКА - по-гречески - ПРИРОДА, это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы ее движения. При изучении любого физического явления в равной мере необходимы и эксперимент, и теория. При экспериментальном исследовании физических явлений проводят измерения. Измерить какую-либо величину означает найти ее отношение к величине такого вида, принятой за единицу. Механическое движение. Материальная точка. Механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. Изучает движение тел механика. Движение абсолютно твердого тела (не деформирующегося при движении и взаимодействии), при котором все его точки в данный момент времени движутся одинаково, называется поступательным движением, для его описания необходимо и достаточно описать движение одной точки тела. Движение, при котором траектории всех точек тела являются окружностями с центром на одной прямой и все плоскости окружностей перпендикулярны этой прямой, называется вращательным движением. Тело, формой и размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называется материальной точкой. Это пренебрежение допустимо сделать тогда, когда размеры тела малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит или расстоянием данного тела до других тел. Чтобы описать движение тела, нужно знать его координаты в любой момент времени. В этом и заключается основная задача механики. Механика, ее составные части: 1) Классическая или ньютоновская механика. Классическую механику подразделяют на кинематику, статику и динамику. 2)Релятивистская механика. 3)Квантовая механика. Пространство и время в классической механике. Наша повседневная жизнь показывает, что в природе существуют единые взаимозависимые пространственно-временные отношения. Любой процесс происходит в некоторой области пространства, а любой материальный объект как-то изменяется со временем. Примеров такого единства существует в природе достаточное множество. Одним из них является взлет космического корабля со стартовой площадки. Пространство отражает такие свойства материальных объектов как протяженность и порядок взаимного расположения. Время отражает такие свойства процессов как последовательность и длительность.Говорить о пространстве без материальных объектов бессмысленно, точно так же, как бессмысленно говорить о времени без наличия каких-либо процессов. Каждое из этих понятия относительно (материя существует в пространстве, процессы происходят во времени).Процедура измерения времени. Однородность времени. Поскольку понятия пространства и времени являются фундаментальными (они не могут быть введены через другие более простые понятия), то зададим процедуры их измерений. На начальном этапе условно будем считать, что пространственно-временные отношения не зависят друг от друга. В качестве эталона для измерения времени выберем часы, основные требования к которым заключаются в равномерности, периодичности и воспроизводимости хода. Для математического описания временных отношений введем понятие мгновения. Длительность мгновения много меньше длительности любых других процессов в рассматриваемой задаче. Примем произвольное мгновение за начало отсчета t₀ = 0. Тогда любому другому мгновению в соответствии с показаниями часов можно сопоставить число t_A, отражающее момент времени наступления события A, или временную координату на оси Ot. Очевидно, что эти величины относительны (зависят от выбора начала отсчета) и не являются объективными характеристиками.  Объективной характеристикой временных отношений является величина Dt, равная длительности промежутка между мгновениями, отвечающими началу и концу какого-либо процесса, Dt = t₂ - t₁ > 0.Промежутки времени инвариантны (неизменны) по отношению к выбору начала его отсчета. В этом выражается важнейшее свойство времени - его однородность.Другими словами, временной интервал не зависит от абсолютного значения времени, фиксируемого по часам системы.Процедура измерения пространства. Однородность пространства. В пространстве ориентироваться можно только относительно материальных объектов, в нем расположенных. Любые из них находятся на некотором расстоянии друг от друга и занимают определенную часть. 

Пространственные отношения характеризуем с помощью эталона - линейки. Для задания положения тела по отношению к линейке введем понятие материальной точки. Материальной точкой (частицей) называется тело, размерами которого можно пренебречь в данной задаче. В рассматриваемом примере размер тела мал по сравнению с наименьшим делением шкалы линейки. Примем положение произвольной частицы за начало отсчета на некоторой прямой прямой параллельной линейке (x₀ = 0). Любой другой частице сопоставим число - пространственную координату x_A, соответствующую ее определенному положению относительно нашей линейки. Очевидно, что пространственные координаты относительны, а их изменения (расстояния между объектами или размеры объектов) Dx - инвариантны и отражают такое свойство пространства как однородность. Другими словами, длина одного и того же отрезка будет неизменной в любой области пространства, где бы он не располагался.

2. Относительность движения. Тело и система отсчета. Положение материальной точки в системе отсчета.

Для определения координат материальной точки необходимо выбрать тело отсчета и связать с ним систему координат и задать начало отсчета времени. Система координат и указание начала отсчета времени образуют систему отсчета, относительно которой рассматривается движение тела. Система должна двигаться с постойнной скоростью (или покоиться, что вообще говоря одно и то же). Траектория движения тела, пройденный путь и перемещение – зависят от выбора системы отсчета, т.е. механическое движение относительно. Единицей измерения длины является метр, равный расстоянию, проходимому свету в вакууме за секунды. Секунда – единица измерения времени, равна периодам излучения атома цезия-133.

Радиус-вектор – вектор, соединяющий начало координат и точку пространства. Перемещение – вектор , соединяющий начальную и конечную точки участка траектории, пройденные за время .