Классическая механика Ньютона

В окружающем нас мире постоянно происходят различные изменения. Больше всего бросаются в глаза механические изменения, то есть, например, перемещения тех или иных тел относительно друг друга. Говоря о каких-либо перемещениях, в первую очередь нужно упомянуть о точке отсчета. Например, если вы едете в машине, то машина, несомненно, перемещается относительно Земли.

Вы, находясь в машине, тоже перемещаетесь относительно Земли. Но относительно машины, вы не перемещаетесь. Точно также, барон Мюнхгаузен может лететь на ядре и перемещаться относительно Земли, но не перемещаться относительно ядра.

Все эти перемещения подчиняются определенным закономерностям. Но самое главное — это понять, что если мы говорим о движении, то всегда подразумеваем движение относительно чего-либо.

Поэтому, механика — это наука об общих законах движения тел относительно друг друга.

Механическим движением называется перемещение тел или частей тел в пространстве относительно друг друга с течением времени.

Описать механическое движение — значит, предоставить способ определить его положение в пространстве в каждый момент времени.

Законы механики были сформулированы выдающимся ученым Исааком Ньютоном. Он был первым, кто объяснил движение небесных тел и выявил причину приливов и отливов. Также Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения.

Сформулировав основные законы механики, Исаак Ньютон фактически создал математическое описание множества процессов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Несмотря на то, что Ньютон внес огромный вклад в физику и повлиял на её последующее развитие, не все процессы можно объяснить с помощью законов механики. Например, электромагнитные явления не подчиняются законам механики Ньютона, поскольку они относятся к фундаментально другому типу явлений.

Кроме того, механика Ньютона не позволяет описать движение микроскопических тел, если те двигаются со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Поэтому, движение микроскопических частиц описывается с помощью законов квантовой механики.

Дело в том, что во времена Ньютона не было известно ничего ни об электромагнитных явлениях, ни, тем более, о строении атома и элементарных частицах. Поэтому, законы, сформулированные Ньютоном, называются классической механикой Ньютона.

Заметим, что тела, которые нас окружают, двигаются сравнительно медленно. Кроме того, размеры тел, которые мы в состоянии увидеть, довольно велики. Поэтому, их движение отлично описывается с помощью классической механики Ньютона.

Область, где применимы законы механики Ньютона, очень обширна. Мы можем использовать эти законы, если выполняется следующее:

1)                Мы имеем дело с механическим явлением.

2)                Тела, движение, которых мы пытаемся описать, не являются микроскопическими частицами, двигающимися со скоростью, сравнимой со скоростью света.

Как было сказано ранее, все эти явления происходят в течение какого-то промежутка времени. И, разумеется, любые перемещения происходят в пространстве. Пространство и время — это те составляющие, без которых мы не можем представить нашу жизнь. Вообразить, что значит отсутствие пространства или времени, довольно сложно. Мы относимся к существованию времени и пространства как к должному, но исчерпывающих сведений о пространстве и времени у нас нет на сегодняшний день.

Но, если не говорить о глобальном понимании, а остановиться на локальном, то особых сложностей в понимании быть не должно. Мы легко можем измерять расстояния и интервалы времени. На данном этапе, нам достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками и измерять, за какое время то или иное тело переместится из одной точки в другую.