9650942723

Podstawowe pojęcia i prawa mechaniki

Mechanika klasyczna zwana także newtonowską jest nauką opisującą zagadnienia działania sił i związane z tym problemy równowagi i ruchu ciał materialnych. Jakkolwiek historię mechaniki tworzyli już Arystoteles (384-322 p.n. e.) i Archimedes (287-212 p.n. e.), to dopiero Newton na przełomie XVII i XVIII wieku sformułował jej podstawowe prawa. Prawa te wyrażone w zmodyfikowanej postaci przez d’Alemberta, Lagrange’a i Hamiltona są nadal aktualne w odniesieniu do ciał materialnych poruszających się z prędkościami mniejszymi od prędkości światła. Mimo poznanych ograniczeń mechaniki związanych z teorią względności Einsteina i teorii kwantów Plancka, stanowi ona podstawę nauk inżynierskich.

Podstawowymi pojęciami mechaniki, które nie sąjednoznacznie definiowalne są: przestrzeń czas - masa siła.

Prawa Newtona

1.    Jeżeli siła wypadkowa działająca na punkt materialny jest równa zeru, to punkt ten pozostaje w spoczynku (jeśli był w spoczynku przed przyłożeniem sił) lub porusza się ze stałą prędkością wzdłuż linii prostej (jeśli początkowo był w ruchu).

2.    Jeżeli siła wypadkowa działająca na punkt materialny o masie m nie jest równa zeru, to punkt ten będzie się poruszał z przyspieszeniem proporcjonalnym do wartości tej siły i zgodnie z jej zwrotem i kierunkiem

_ F a = — m

3.    Siły wzajemnego oddziaływania między ciałami znajdującymi się w kontakcie mają tę samą wartość, linię działania i przeciwny zwrot.

Podział mechaniki klasycznej

1.    Statyka. W ramach statyki bada się zagadnienia równowagi układów sił działających na ciała pozostające w spoczynku.

2.    Kinematyka. W kinematyce opisuje się ruch ciał bez uwzględniania sił wywołujących ten ruch.

3.    Dynamika. Dynamika dotyczy ruchu ciał powstającego na skutek działania określonego układu sił.

W mechanice ciała materialne są aproksymowane modelami idealnymi takimi jak punkt materialny lub ciało doskonale sztywne.

Punkt materialny to ciało o znikomo małych rozmiarach; w trakcie jego ruchu pomija się zmiany położenia wywołane przez obrót. Ciało doskonale sztywne to ciało stałe, którego dwa dowolne punkty nie zmieniają wzajemnej odległości pod wpływem przyłożonego obciążenia.