Динамика твёрдого тела

1 Лекция №1. Введение. Динамика твёрдого тела

Цели лекции:

- осмыслить назначение курса физики и предмет физической науки;

- уяснить смысл основной задачи механики и сущность методов её ре-

шения.

Введение

Одного лоцмана спросили: «Как вам

удаётся запомнить все подводные камни и

мели?» Ответ был таков: «Мне нет дела до

всех этих мелочей. Я плыву по фарватеру»

Физика в техническом вузе выполняет общеобразовательную функцию,

даёт будущему специалисту фундаментальные базовые знания, формирует его

инженерно – техническое мышление и создаёт целостное представление о со-

временной естественно – научной картине мира.

Современная физика изучает наиболее общие законы неживой природы

и их частные проявления на любых структурных уровнях организации мате-

рии. Объект исследований физики – все многообразие неживой природы (по-

ля, элементарные частицы, молекулы, макротела, космические среды, вакуум

и т.д.). Мир изученных (и изучаемых) в настоящее время материальных явле-

ний характеризуется очень широким диапазоном пространственных и времен-

ных областей (см. рисунок 1.1).

микромир макромир

10 -18 10 -12 10 -6 1 10 6 10 12 10 26 r, м

Элементарные размер размер радиус размер видимой

частицы атома человека Земли части вселенной

t, с

10 -23 10 18 ( десятки млрд. лет)

Рисунок 1.1 – Границы изучаемых явлений в физике

Принципиально важно то, что количественные изменения физических

объектов и областей пространства, в которых происходят физические явления,

сопровождаются качественными изменениями характера законов, их описы-

вающих. Поэтому важно знать характерные значения соответствующих физи-

ческих величин. Так, естественным масштабом скоростей в природе является

скорость распространения света в вакууме с = 3∙10 8 м/с. С ней связано каче-

ственное отличие нерелятивистских движений (v<<c) от релятивистских (

v~с). С постоянной Планка ħ = 1,054∙10 -34 Дж·с связано разграничение законов

физики на квантовые и классические.

1.1 Механическое движение. Пространство и время. Система от-

счёта

Предметом механики является изучение механического движения тел и

связанных с этим движением взаимодействий между телами. Под механиче-

ским движением понимают изменение взаимного положения тел или их ча-

стей в пространстве со временем.

Понятия пространства и времени есть тот фундамент, на котором стро-

ится физическая теория. Пространство и время не существуют отдельно от

материи, это формы существования материи, органически связанные между

собой. Пространство выражает порядок сосуществования материальных объ-

ектов, время – порядок смены явлений.

Абстрактные математические модели пространства и времени (напри-

мер, эвклидово пространство) в большей или меньшей степени отражают

свойства реальных пространства и времени, изучение которых является одной

из основных задач вузовской физики.

Всякое движение