Back to the topics list

класична механика

Вовед во класична механика

Класичната механика е гранка на физиката која се занимава со проучување на движењето на предметите и силите што дејствуваат врз нив. Тоа е основата врз која се изградени многу други области на физиката, како што се термодинамиката, електричната енергија и магнетизмот. Самата класична механика може да се подели на две главни области: кинематика , која се фокусира на описот на движењето без да се земат предвид неговите причини, и динамика , која се занимава со силите и зошто предметите се движат како што се движат.

Разбирање на движењето

Движењето е промена на положбата на објектот во однос на времето. Наједноставниот тип на движење е линеарното движење , каде што објектот се движи во права линија. Примарните величини што се користат за опишување на движењето се поместување , брзина и забрзување .

• Поместување ( \(\vec{d}\) ) е промена на положбата на објектот. Тоа е векторска величина, што значи дека има и големина и насока.
• Брзината ( \(\vec{v}\) ) е стапката на промена на поместувањето во однос на времето. Тоа е исто така векторска количина. Формулата е дадена со \(\vec{v} = \frac{\Delta \vec{d}}{\Delta t}\) , каде што \(\Delta t\) е временскиот интервал.
• Забрзувањето ( \(\vec{a}\) ) е стапката на промена на брзината во однос на времето, друга векторска величина. Формулата за забрзување е \(\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\) .

На пример, ако автомобилот забрза директно од мирување до 60 km/h за 5 секунди, неговото забрзување може да се пресмета со формулата за забрзување. Претпоставувајќи еднообразно забрзување:

• Почетна брзина, \(\vec{v}_0 = 0\) km/h
• Конечна брзина, \(\vec{v} = 60\) km/h
• Временски интервал, \(\Delta t = 5\) s

Треба да ги претвориме брзините во m/s пред пресметката. \(60\) km/h = \(16.67\) m/s. Затоа, \(\vec{a} = \frac{16.67 - 0}{5} = 3.33\) m/s \(^2\) .

Њутнови закони за движење

Њутновите закони за движење се основни принципи во динамиката и ја формираат основната линија за класичната механика.

1. Прв закон (Закон за инерција) : Објектот ќе остане во мирување или во рамномерно движење во права линија, освен ако на него не дејствува надворешна сила.
2. Втор закон : Силата што делува на објектот е еднаква на масата на тој објект повеќе од неговото забрзување ( \(\vec{F} = m\vec{a}\) ). Овој закон го воведува концептот на сила како причина за забрзување.
3. Трет закон : За секоја акција, постои еднаква и спротивна реакција.

На пример, ако туркате количка со сила, количката се забрзува. Силата што ја применувате на количката и забрзувањето на количката се поврзани со вториот Њутнов закон. Колку е потешка количката, толку повеќе сила треба да примените за да го постигнете истото забрзување.

Закони за заштита во механиката

Законите за зачувување играат клучна улога во разбирањето на однесувањето на физичките системи.

• Зачувување на енергијата : Вкупната енергија во изолиран систем останува константна со текот на времето. Енергијата може да се пренесе од една во друга форма, но не може да се создаде или уништи.
• Зачувување на моментумот : Вкупниот импулс на затворениот систем на објекти останува константен со текот на времето, под услов на него да не дејствуваат надворешни сили. Моментумот е производ на масата и брзината ( \(\vec{p} = m\vec{v}\) ).

Овие принципи се од суштинско значење за решавање на проблемите во класичната механика, како што се судирите меѓу објектите или движењето на планетите во Сончевиот систем.

Примени на класичната механика

Класичната механика има широк опсег на апликации во многу области. Некои примери се:

• Предвидување на орбитите на планетите и сателитите.
• Дизајнирање возила и конструкции да издржат сили и движење.
• Разбирање на протокот на течности и гасови (динамика на течности).

Преку класичната механика, можеме да разбереме како предметите се движат и комуницираат со силите во нашиот секојдневен живот и во сложените инженерски и научни проблеми.