Оглавление:
У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!
В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.
Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:
Введение
Механика — это отрасль физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; в этом случае движение в механике описывается как временное изменение взаимного положения тел или их частей в пространстве.
Тематическая механика и ее разделы
Что касается предмета механики, то уместно сослаться на слова авторитетного ученого-механика Х.М. Тарга во введении к 4-му изданию его широко известного учебника теоретической механики: «Наука, посвященная решению любой проблемы, связанной с изучением движения или равновесия того или иного материального тела, а значит, и взаимодействий между телами, называется механикой в широком смысле этого слова. Теоретическая механика сама по себе является частью механики, в которой изучаются общие законы движения и взаимодействия материальных тел, т.е. те законы, которые применимы, например, как к движению Земли вокруг Солнца, так и к полету ракеты или артиллерийского снаряда и т.д. Другая часть механики состоит из различных общих и специальных технических дисциплин, посвященных проектированию и расчету всех видов конкретных конструкций, двигателей, механизмов и машин или их частей (частей).
Приведенное выше утверждение упускает из виду тот факт, что изучение общих законов движения и взаимодействия материальных тел также касается механики твердых сред (или механики твердых сред) — большая часть механики посвящена движению газообразных, жидких и твердых деформированных тел. В этом контексте академик Л.И. Седов отметил: «В теоретической механике изучаются движения материальной точки, дискретные системы материальных точек и абсолютно твердых тел. В механике твердой среды учитываются движения таких материальных тел, которые непрерывно и прочно заполняют пространство и расстояния между точками меняются во время движения».
Таким образом, предметная механика делится на:
- теоретическая механика;
- механика твёрдых сред;
Специальные механические дисциплины: теория механизмов и машин, сопротивление материалов, гидравлика, механика грунтов и др.
Теоретическая механика (в употреблении — теорема) — наука об общих законах механического движения и взаимодействия материальных тел.
Механика твёрдых сред — раздел механики, физики твёрдых сред и физики конденсированного состояния, посвящённый движению газообразных, жидких и деформирующихся твёрдых тел и силовым взаимодействиям в таких телах.
Другая важная особенность, используемая при разделении механики на отдельные секции, основана на тех представлениях о свойствах пространства, времени и материи, которые лежат в основе той или иной конкретной механической теории.
Данному атрибуту в границах механики присваиваются такие участки:
- классическая механика;
- релятивистская механика;
- Квантовая механика.
Классическая механика — это вид механики (отрасль физики, изучающая законы изменения положения тел в пространстве с течением времени и причины этого), основанный на законах Ньютона и принципе относительности Галилея. Вот почему его часто называют «Ньютоновской механикой».
Релятивистская механика — это отрасль физики, рассматривающая законы механики (законы движения тел и частиц) со скоростями, сравнимыми со скоростью света. На скоростях гораздо меньше скорость света переходит в классическую (ньютоновскую) механику.
Квантовая механика — это отрасль теоретической физики, описывающая физические явления, в которых эффект сравним по величине с константой Планка.
Механическая система
Механика занимается исследованием так называемых механических систем.
У механической системы есть определенное число k! Его состояние описывается с помощью обобщенных координат q_1,\points q_k,! и соответствующих обобщенных импульсов p_1,\points p_k,! Задача механики — исследовать свойства механических систем и особенно узнать их временную эволюцию.
Как один из классов физических систем, механические системы делятся на изолированные (замкнутые), замкнутые и открытые по способу взаимодействия с окружающей средой и по принципу изменения свойств с течением времени — на статические и динамические.
Основные механические системы:
- точка массы
- негосударственная система
- гармонический генератор
- Маятник математики
- физический маятник
- Крутильный маятник
- Твердое государство
- деформируемое тело
- полностью эластичное тело
- твёрдой окружающей среды.
Нетехническая система — это механическая система, которая, помимо геометрических и кинематических связей, имеет наложения, которые не могут быть сведены к геометрическим (их называют неголономическими).
Гармонический осциллятор (в классической механике) — это система, которая при смещении из положения равновесия испытывает восстанавливающую силу F, пропорциональную смещению x (по закону Крюка).
Твердая среда — это механическая система, обладающая бесконечным числом внутренних степеней свободы.
Критические механические дисциплины
Кинематика (по-гречески: κινειν — двигаться) в физике — это отрасль механики, которая занимается математическим описанием (с помощью геометрии, алгебры, математического анализа…) идеализированных движений тела (материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальная жидкость) без учета причин движения (масса, силы и т.д.). Оригинальные концепции кинематики — это пространство и время.
Статика (от греч.: στατός, «неподвижная») — это отрасль механики, в которой равновесные условия механических систем исследуются под воздействием приложенных сил и моментов.
Dynamics (Greek δύναμις — force) — раздел механики, исследующий причины механических движений. Динамика работает с такими терминами, как масса, сила, импульс, импульс- момент, энергия.
Стандартные факультеты («школа») механики: кинематика, статистика, динамика, законы сохранения.
Кроме того, механика включает в себя следующие механические дисциплины (содержание которых в значительной степени пересекается):
- Теоретическая механика
- Небесная механика
- Нелинейная динамика
- Механика без углекислого газа
- теория гироскопов
- Теория вибраций
- Теория устойчивости и катастрофы
- Механика твердого тела
- Гидростатика
- Гидродинамика
- Аэромеханика
- Газовая динамика
- Теория упругости
- теория пластичности
- Генетическая механика
- Механика разрушения
- Механика композитных материалов
- Реология
- статистическая механика
- Механика расчёта
- Специальные механические дисциплины
- теория механизмов и машин
- Предел прочности материалов
- Структурная механика
- Гидравлика
- Механика грунта.
Некоторые курсы механики ограничиваются только твердыми телами. Изучение деформируемых тел основано на теории упругости (сопротивление материала — его первое приближение) и теории пластичности. В случае жидкостей и газов, а не жестких тел, необходимо прибегнуть к механике жидкостей и газов, основными участками которой являются гидростатика и гидрогазодинамика. Общей теорией, изучающей движение и равновесие жидкостей, газов и деформированных тел, является механика твердых сред.
Основной математический аппарат классической механики: Дифференциальное и интегральное исчисление, специально разработанное для этой цели Ньютоном и Лейбницом. Современный математический аппарат классической механики включает в себя, главным образом, теорию дифференциальных уравнений, дифференциальную геометрию (симплектическую геометрию, контактную геометрию, тензорный анализ, векторное расслоение, теорию дифференциальных форм), функциональный анализ и теорию операционной алгебры, теорию катастроф и бифуркаций. Другие разделы математики также используются в современной классической механике. В классической формулировке механика основывается на трех ньютоновских законах. Решение многих задач механики упрощается, если уравнение движения позволяет сформулировать законы сохранения (импульс, энергия, импульс и другие динамические переменные).
Различные формулировки механики
Все три ньютоновских закона для широкого спектра механических систем (консервативные системы, лагранжевые системы, гамильтонские системы) связаны с различными принципами вариации. В этой формулировке классическая механика таких систем основана на принципе стационарности действия: системы движутся таким образом, что гарантируется стационарность функции действия. Эта формулировка используется, например, в механике Лагранжа и Гамильтона. Уравнения движения в лагранжевой механике являются уравнениями Эйлера-Лагранжа, а в гамильтонской механике — гамильтонскими уравнениями.
Независимыми переменными, которые описывают состояние системы, являются, в гамильтоновской механике — обобщенные координаты и импульс, а в лагранжевой механике — обобщенные координаты и их временные производные.
Гамильтоновская механика — одна из формулировок классической механики.
Если использовать функциональность действия, определенную на реальной траектории системы, связывающей определенную начальную точку с произвольной конечной точкой, то аналогом уравнений движения являются уравнения Гамильтона-Якоби.
Следует отметить, что все формулировки классической механики, основанные на голотехнических принципах, являются менее общими, чем формулировки, основанные на уравнениях движения. Не все механические системы имеют уравнения движения, представленные уравнением Эйлера-Лагранжа, уравнением Гамильтона или уравнением Гамильтона-Якоби. Однако все формулировки полезны как с практической точки зрения, так и плодотворны с теоретической. Лагранжевая формулировка оказалась особенно полезной в теории поля и релятивистской физике, в то время как уравнения Гамильтона и Гамильтона-Якоби полезны в квантовой механике.
Заключение
Сегодня существует три типа ситуаций, в которых классическая механика больше не отражает реальность.
Свойства микромира невозможно понять в рамках классической механики. Особенно в сочетании с термодинамикой это создает ряд противоречий (см. классическую механику). Адекватным языком для описания свойств атомов и субатомных частиц является квантовая механика. Подчеркивается, что переход от классической к квантовой механике — это не простая замена уравнений движения, а полная реконструкция всего набора понятий (что такое наблюдаемая физическая величина, процесс измерения и т.д.).
На скоростях, близких к скорости света, даже классическая механика перестает функционировать, и необходимо перейти к специальной теории относительности. Этот переход также предполагает полный пересмотр парадигмы, а не простую модификацию уравнений движения. Однако, если пренебречь новым взглядом на реальность, чтобы попытаться вывести уравнение движения на путь F = ma, то мы должны ввести датчик массы, компоненты которого растут со скоростью. Эта конструкция уже давно стала источником многих недоразумений, поэтому ее не рекомендуется использовать.
Классическая механика становится неэффективной, если учитывать системы с очень большим количеством частиц (или большим количеством степеней свободы). В этом случае практический переход на статистическую физику.
Список литературы
- Голубев Ю. F. Основы теоретической механики. 2-е издание — Издательский дом МГУ, 2003 г. — 720 с. — 5-211-04244-1.
- Киттель К., Рыцарь В., Рудерман М. Механик. Берклиевский урок физики. — Лан, 2003 г. — 480 с. — 5-8114-0644-4.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 1-я механика. 5-е издание — М.: Физматлит, 2003. — 224 с. — 5-9221-0055-6.
- Маркеев А.П. Теоретическая механика: Учебник для университетов. 3-е изд. — М.; Ижевск: УЗИ, 2005 г. — — 592 с. — 978-5-93972-604-7.
- Матвеев А. N. Механика и теория относительности. 3-е изд. — М.: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2004. — 432 с. — 5-329-00742-9.
- Седов Л.И. Механика непрерывной среды. Том 1… — М.: Наука, 1971г. — 492 с.
- Седов Л.И. Механика непрерывной среды. Том 2… — М.: Наука, 1971г. — 568 с.
- Сивухин Д. B. Курс общей физики. Т. 1-я механика. 5-е издание — М.: Физматлит, 2006. — — 560 с. — 5-9221-0715-1.
