Место теоретической механики среди естественных наук

Границы применения законов теоретической механики.

Границы применения законов теоретической механики, как и любой естественной науки, устанавливаются опытом. На современном этапе развития науки и техники экспериментально установлено, что для макротел законы теоретической механики истинны на расстояниях от разрешающей способности электронного микроскопа до предела дальности современного радиотелескопа на скоростях до скорости выхода за пределы Солнечной системы.

Наука и техника все время развиваются. По мере углубления наших знаний изменяются и границы истинности теоретической механики. Выяснилось, что теоретическая механика ограниченно применима для изучения микромира и, что для изучения движения элементарных частиц - электрона, протона и др. нужно применять релятивистскую механику. В релятивистской механике приняты иные первичные понятия. Пространство подчиняется геометрии Римана, время не абсолютно, а зависит, как и пространство, от движения. В результате была получена картина мира иная, чем в классической механике.

Следует отметить, что к настоящему времени экспериментального подтверждения истинности законов релятивистской механики для движения макротел не получено. Сейчас законы и методы теоретической механики с высокой точностью удовлетворяют требованиям современных отраслей техники.

Сегодня под механикой следует понимать совокупность достаточно обособленных отраслей знаний, базирующихся на первичных понятиях и аксиомах классической или теоретической механики.

В самой же современной теоретической механике изучается сравнительно узкий круг вопросов механики, а именно: механика материальной точки, механика абсолютно твердого тела и механика их систем.

Это произошло потому, что в ходе исторического развития ряд разделов теоретической механики, вследствие специфики объектов исследования и применяемых математических методов, становятся вполне самостоятельными науками. В этих науках обычно к моделям и законам теоретической механики добавляются новые модели и законы, характеризующие дополнительные свойства материальных тел.

В механике сплошной среды добавляется новая абстрактная модель - сплошная среда. В теории упругости и сопротивлении материалов учитываются деформации тел и добавляется закон о связи деформаций с силами. В гидродинамике учитывается скорость деформации и используется дополнительный закон о связи скоростей деформации и сил. В газовой динамике или аэродинамике, кроме того, учитывается сжимаемость газа.

В теоретической механике зародилась теория автоматического управления. Ее связывают с механикой не только исторические корни и общие методы, в ее основе лежат разделы теоретической механики - устойчивость равновесия и движения, теория колебаний. Указанные разделы часто излагаются в современном курсе теоретической механики, хотя они достаточно давно стали самостоятельными науками.

Механика вообще и теоретическая механика, в частности, имеют свою историю становления и непрерывно развиваются. Наибольший вклад в основу современной теоретической механики внесли великие ученые Галилей (1564 - 1642) и Ньютон (1643 - 1727). Вклад Ньютона настолько велик, что классическую механику часто называют ньютоновой механикой. Он обобщил знания в области механических явлений, сформулировал первичные понятия и аксиомы классической механики.

Дальнейшее развитие теоретической механики связано с именами многих ученых, наиболее выдающиеся из которых Даламбер (1717 - 1783), Эйлер (1707 - 1783), Лагранж (1736 - 1813). Русские ученые также внесли свой вклад в развитие теоретической механики. Из них более известны М.В. Остроградский (1801 - 1862), Н.Е. Жуковский (1847 - 1921), А.М. Ляпунов (1851 - 1918).

В последние десятилетия развитие механики связано с ракетостроением, практической космонавтикой или аэронавтикой. Здесь вклад русских и советских ученых велик. Основополагающие работы в этой области принадлежат И.В. Мещерскому (1859 - 1935), К.Э. Циолковскому (1857 - 1935), С.П. Королеву (1906 - 1966).

Разделы теоретической механики.

Теоретическая механика делится на три раздела: статику, кинематику и динамику.

Статика - учение о равновесии под действием сил.

Кинематика - учение о движении без учета сил.

Динамика - учение о движении под действием сил.

Так как равновесие - частный случай движения, то статику и динамику часто объединяют в один раздел, который называют кинетикой.

Дата добавления: 2015-06-04