Физические основы механики
Механика — часть физики, которая изуча­ет закономерности механического движе­ния и причины, вызывающие или изменяю­щие это движение. Механическое движе­ние — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.
Развитие механики как науки начина­ется с III в. до н. э., когда древнегреческий ученый Архимед (287—212 до н. э.) сфор­мулировал закон равновесия рычага и за­коны равновесия плавающих тел. Основ­ные законы механики установлены италь­янским физиком и астрономом Г. Галиле­ем (1564—1642) и окончательно сформу­лированы английским ученым И. Ньюто­ном (1643—1727).
Механика Галилея — Ньютона назы­вается классической механикой. В ней изучаются законы движения макроскопи­ческих тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме. Законы движения макроскопических тел со скоростями, сравнимыми со скоро­стью с, изучаются релятивистской меха­никой, основанной на специальной тео­рии относительности, сформулированной А.Эйнштейном (1879—1955). Для описа­ния движения микроскопических тел (от­дельные атомы и элементарные частицы) законы классической механики непримени­мы — они заменяются законами кванто­вой механики.
В первой части нашего курса мы будем иметь дело с механикой Галилея — Ньютона, т. е. будем рассматривать дви­жение макроскопических тел со скорос­тями, значительно меньшими скорости с. В классической механике общепринята концепция пространства и времени, разра­ботанная И. Ньютоном и господствовавшая в естествознании на протяжении XVII—XIX вв. Механика Галилея — Ньютона рассматривает пространство и время как объективные формы су­ществования материи, но в отрыве друг от друга и от движения материальных тел, что соответствовало уровню знаний того времени.
Так как механическое описание на­глядно и привычно и с его помощью мож­но объяснить многие физические явления, в XIX в. некоторые физики стали сводить все явления к механическим. Эта точка зрения соответствовала философскому ме­ханистическому материализму. Дальней­шее развитие физики показало, однако, что многие физические явления не могут быть сведены к простейшему виду движе­ния — механическому. Механистический материализм должен был уступить место материализму диалектическому, рассмат­ривающему более общие виды движения материи и учитывающему все разнообра­зие реального мира.
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. Поэтому законы ста­тики отдельно от законов динамики физи­ка не рассматривает.