Mechanics ni nini katika ufafanuzi wa fizikia. Nafasi ya mekanika kulingana na aina ya shughuli

Mechanics ni sayansi ya miili inayosonga na mwingiliano kati yao wakati wa harakati. Katika kesi hii, tahadhari hulipwa kwa mwingiliano huo kama matokeo ya ambayo harakati ilibadilika au deformation ya miili ilitokea. Katika makala hii tutakuambia kuhusu mechanics ni nini.

Mechanics inaweza kuwa quantum, kutumika (kiufundi) na kinadharia.

Mechanics ya quantum ni nini? Hili ni tawi la fizikia ambalo linaelezea matukio ya kimwili na michakato ambayo vitendo vyake vinalinganishwa na thamani ya mara kwa mara ya Planck.
Mechanics ya kiufundi ni nini? Hii ni sayansi ambayo inaonyesha kanuni ya uendeshaji na muundo wa taratibu.
Mitambo ya kinadharia ni nini? Hii ni sayansi na harakati za miili na sheria za jumla za mwendo.

Mechanics inasoma harakati za kila aina ya mashine na mifumo, ndege na miili ya mbinguni, mikondo ya bahari na anga, tabia ya plasma, deformation ya miili, harakati ya gesi na vinywaji katika hali ya asili na mifumo ya kiufundi, mazingira ya polarizing au magnetizing. katika mashamba ya umeme na magnetic, utulivu na nguvu ya miundo ya kiufundi na jengo, harakati ya hewa na damu kupitia vyombo kupitia njia ya kupumua.

Sheria ya Newton ni ya msingi; inatumika kuelezea mwendo wa miili yenye kasi ambayo ni ndogo ikilinganishwa na kasi ya mwanga.

Katika mechanics kuna sehemu zifuatazo:

kinematics (kuhusu mali ya kijiometri ya miili ya kusonga bila kuzingatia wingi wao na nguvu za kutenda);
statics (kuhusu kutafuta miili katika usawa kwa kutumia mvuto wa nje);
mienendo (kuhusu miili ya kusonga chini ya ushawishi wa nguvu).

Katika mechanics, kuna dhana zinazoonyesha mali ya miili:

hatua ya nyenzo (mwili ambao vipimo vinaweza kupuuzwa);
mwili mgumu kabisa (mwili ambao umbali kati ya pointi yoyote ni mara kwa mara);
kuendelea (mwili ambao muundo wa molekuli umepuuzwa).

Ikiwa mzunguko wa mwili unaohusiana na katikati ya misa chini ya hali ya shida inayozingatiwa inaweza kupuuzwa au kusonga kwa kutafsiri, mwili unalinganishwa na hatua ya nyenzo. Ikiwa hatuzingatii uharibifu wa mwili, basi inapaswa kuzingatiwa kuwa haiwezekani kabisa. Gesi, vimiminika na miili inayoweza kuharibika inaweza kuzingatiwa kama media dhabiti ambamo chembe huendelea kujaza ujazo wote wa kati. Katika kesi hii, wakati wa kusoma harakati za kati, vifaa vya hisabati ya juu hutumiwa, ambayo hutumiwa kwa kazi zinazoendelea. Kutoka kwa sheria za msingi za asili - sheria za uhifadhi wa kasi, nishati na wingi - kufuata milinganyo ambayo inaelezea tabia ya kati inayoendelea. Mechanics ya kuendelea ina idadi ya sehemu za kujitegemea - aero- na hydrodynamics, nadharia ya elasticity na plastiki, mienendo ya gesi na hydrodynamics magnetic, mienendo ya anga na uso wa maji, mechanics ya kimwili na kemikali ya vifaa, mechanics ya composites, biomechanics, nafasi ya hydro. -aeromechanics.

Sasa unajua mechanics ni nini!

Kama sehemu ya kozi yoyote ya elimu, masomo ya fizikia huanza na mechanics. Sio kutoka kwa kinadharia, sio kutoka kwa kutumika au hesabu, lakini kutoka kwa mechanics nzuri ya zamani ya classical. Mitambo hii pia inaitwa mechanics ya Newton. Kulingana na hadithi, mwanasayansi alikuwa akitembea kwenye bustani na akaona apple ikianguka, na ni jambo hili ambalo lilimsukuma kugundua sheria ya mvuto wa ulimwengu. Kwa kweli, sheria imekuwepo kila wakati, na Newton aliipa tu fomu inayoeleweka kwa watu, lakini sifa yake haina bei. Katika makala hii hatutaelezea sheria za mechanics ya Newton kwa undani iwezekanavyo, lakini tutaelezea misingi, ujuzi wa msingi, ufafanuzi na kanuni ambazo zinaweza kucheza mikononi mwako kila wakati.

Mechanics ni tawi la fizikia, sayansi ambayo inasoma harakati za miili ya nyenzo na mwingiliano kati yao.

Neno lenyewe lina asili ya Kigiriki na linatafsiriwa kama "sanaa ya kujenga mashine." Lakini kabla ya kujenga mashine, sisi bado ni kama Mwezi, kwa hivyo wacha tufuate nyayo za mababu zetu na tujifunze harakati za mawe yaliyotupwa kwa pembe ya upeo wa macho, na maapulo yakianguka juu ya vichwa vyetu kutoka urefu h.

Kwa nini masomo ya fizikia huanza na mechanics? Kwa sababu hii ni ya asili kabisa, je, hatupaswi kuanza na usawa wa thermodynamic?!

Mechanics ni moja ya sayansi kongwe, na kihistoria utafiti wa fizikia ulianza kwa usahihi na misingi ya mechanics. Imewekwa ndani ya mfumo wa muda na nafasi, watu, kwa kweli, hawakuweza kuanza na kitu kingine, bila kujali ni kiasi gani walitaka. Miili inayosonga ni jambo la kwanza tunalozingatia.

Harakati ni nini?

Mwendo wa mitambo ni mabadiliko katika nafasi ya miili katika nafasi kuhusiana na kila mmoja kwa muda.

Ni baada ya ufafanuzi huu ambapo kwa kawaida tunakuja kwenye dhana ya sura ya kumbukumbu. Kubadilisha nafasi ya miili katika nafasi kuhusiana na kila mmoja. Maneno muhimu hapa: jamaa kwa kila mmoja . Baada ya yote, abiria kwenye gari husogea jamaa na mtu aliyesimama kando ya barabara kwa mwendo wa kasi fulani, na amepumzika jamaa na jirani yake aliyeketi karibu naye, na husogea kwa kasi nyingine inayohusiana na abiria. kwenye gari linalowapita.

Ndiyo sababu, ili kupima kwa kawaida vigezo vya vitu vinavyohamia na si kuchanganyikiwa, tunahitaji mfumo wa kumbukumbu - mwili wa kumbukumbu uliounganishwa kwa ukali, mfumo wa kuratibu na saa. Kwa mfano, dunia huzunguka jua katika sura ya marejeleo ya heliocentric. Katika maisha ya kila siku, tunafanya takriban vipimo vyetu vyote katika mfumo wa marejeleo wa kijiografia unaohusishwa na Dunia. Dunia ni marejeleo yanayohusiana na ambayo magari, ndege, watu na wanyama husogea.

Mechanics, kama sayansi, ina kazi yake mwenyewe. Kazi ya mechanics ni kujua nafasi ya mwili katika nafasi wakati wowote. Kwa maneno mengine, mechanics hujenga maelezo ya hisabati ya mwendo na hupata miunganisho kati ya kiasi cha kimwili kinachoitambulisha.

Ili kuendelea zaidi, tunahitaji dhana " nyenzo uhakika " Wanasema kuwa fizikia ni sayansi halisi, lakini wanafizikia wanajua ni makadirio na mawazo mangapi yanapaswa kufanywa ili kukubaliana juu ya usahihi huu. Hakuna mtu aliyewahi kuona uhakika wa nyenzo au harufu ya gesi bora, lakini zipo! Wao ni rahisi zaidi kuishi nao.

Sehemu ya nyenzo ni mwili ambao saizi na umbo lake vinaweza kupuuzwa katika muktadha wa shida hii.

Sehemu za mechanics ya classical

Mechanics ina sehemu kadhaa

Kinematics
Mienendo
Takwimu

Kinematics kutoka kwa mtazamo wa kimwili, inasoma hasa jinsi mwili unavyosonga. Kwa maneno mengine, sehemu hii inahusika na sifa za kiasi cha harakati. Pata kasi, njia - shida za kinematics za kawaida

Mienendo hutatua swali la kwa nini inasonga jinsi inavyofanya. Hiyo ni, inazingatia nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili.

Takwimu husoma usawa wa miili chini ya ushawishi wa nguvu, ambayo ni, hujibu swali: kwa nini hauanguka kabisa?

Mipaka ya utumiaji wa mechanics ya classical.

Mitambo ya classical haidai tena kuwa sayansi inayoelezea kila kitu (mwanzoni mwa karne iliyopita kila kitu kilikuwa tofauti kabisa), na ina mfumo wazi wa utumiaji. Kwa ujumla, sheria za mechanics ya classical ni halali katika ulimwengu ambao tumezoea kwa ukubwa (macroworld). Wanaacha kufanya kazi katika kesi ya ulimwengu wa chembe, wakati mechanics ya quantum inachukua nafasi ya mechanics ya classical. Pia, mechanics ya classical haitumiki kwa kesi wakati harakati za miili hutokea kwa kasi karibu na kasi ya mwanga. Katika hali kama hizi, athari za relativistic hutamkwa. Kwa kusema, ndani ya mfumo wa mechanics ya quantum na relativistic - mechanics ya classical, hii ni kesi maalum wakati vipimo vya mwili ni kubwa na kasi ni ndogo. Unaweza kujifunza zaidi juu yake kutoka kwa nakala yetu.

Kwa ujumla, athari za quantum na relativistic haziondoki; pia hutokea wakati wa mwendo wa kawaida wa miili ya macroscopic kwa kasi ya chini sana kuliko kasi ya mwanga. Jambo lingine ni kwamba athari ya athari hizi ni ndogo sana kwamba haipiti zaidi ya vipimo sahihi zaidi. Mitambo ya kitamaduni kwa hivyo haitapoteza umuhimu wake wa kimsingi.

Tutaendelea kujifunza misingi ya kimwili ya mechanics katika makala zijazo. Kwa ufahamu bora wa mechanics, unaweza kugeuka kwao kila wakati, ambayo kila mmoja itaangazia mahali pa giza la kazi ngumu zaidi.

Mitambo ni moja ya sehemu wanafizikia. Chini ya mechanics kawaida kuelewa mechanics classical. Mechanics ni sayansi ambayo inasoma harakati za miili na mwingiliano unaotokea kati yao.

Hasa, kila mwili wakati wowote wa wakati unachukua nafasi fulani katika nafasi kuhusiana na miili mingine. Ikiwa baada ya muda mwili hubadilisha nafasi yake katika nafasi, basi mwili unasemekana kusonga, kufanya mwendo wa mitambo.

Harakati ya mitambo inaitwa mabadiliko katika nafasi ya jamaa ya miili katika nafasi kwa muda.

Kazi kuu ya mechanics- uamuzi wa msimamo wa mwili wakati wowote. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuwa na uwezo wa kuonyesha kwa ufupi na kwa usahihi jinsi mwili unavyosonga, jinsi nafasi yake inavyobadilika kwa muda wakati wa harakati fulani. Kwa maneno mengine, pata maelezo ya hisabati ya harakati, yaani, kuanzisha uhusiano kati ya kiasi kinachoonyesha harakati za mitambo.

Wakati wa kusoma harakati za miili ya nyenzo, dhana kama vile:

nyenzo uhakika- mwili ambao vipimo vyake chini ya hali fulani za mwendo vinaweza kupuuzwa. Wazo hili linatumika katika mwendo wa kutafsiri, au wakati katika mwendo unaosomwa mzunguko wa mwili kuzunguka katikati ya misa unaweza kupuuzwa,
mwili mgumu kabisa- mwili ambao umbali kati ya pointi yoyote mbili haubadilika. Dhana hutumiwa wakati deformation ya mwili inaweza kupuuzwa.
mazingira ya kutofautiana yanayoendelea- dhana inatumika wakati muundo wa Masi ya mwili unaweza kupuuzwa. Hutumika katika kusoma mienendo ya vimiminika, gesi, na yabisi inayoweza kuharibika.

Mitambo ya classical kulingana na kanuni ya Galileo ya uhusiano na sheria za Newton. Kwa hivyo, pia inaitwa - Mitambo ya Newton .

Mechanics inasoma harakati za miili ya nyenzo, mwingiliano kati ya miili ya nyenzo, sheria za jumla za mabadiliko katika nafasi za miili kwa wakati, na pia sababu zinazosababisha mabadiliko haya.

Sheria za jumla za mechanics zinaonyesha kuwa ni halali wakati wa kusoma harakati na mwingiliano wa miili yoyote ya nyenzo (isipokuwa chembe za msingi) kutoka saizi za hadubini hadi vitu vya angani.

Mechanics ni pamoja na sehemu zifuatazo:

kinematics(husoma mali ya kijiometri ya harakati za miili bila sababu zilizosababisha harakati hii);
mienendo(husoma harakati za miili kwa kuzingatia sababu zilizosababisha harakati hii);
tuli(husoma usawa wa miili chini ya ushawishi wa nguvu).

Ikumbukwe kwamba hizi sio sehemu zote ambazo zimejumuishwa katika mechanics, lakini hizi ni sehemu kuu zinazosomwa katika mtaala wa shule. Mbali na sehemu zilizotajwa hapo juu, kuna idadi ya sehemu ambazo zote zina umuhimu wa kujitegemea na zinahusiana sana na kila mmoja na kwa sehemu zilizoonyeshwa.

Kwa mfano:

mechanics ya kuendelea (inajumuisha hydrodynamics, aerodynamics, mienendo ya gesi, nadharia ya elasticity, nadharia ya plastiki);
mechanics ya quantum;
mechanics ya mashine na taratibu;
nadharia ya oscillations;
mechanics ya kutofautiana kwa wingi;
nadharia ya athari;
na nk.

Kuonekana kwa sehemu za ziada kunahusishwa na kwenda zaidi ya mipaka ya utumiaji wa mechanics ya kitambo (mechanics ya quantum) na uchunguzi wa kina wa matukio yanayotokea wakati wa mwingiliano wa miili (kwa mfano, nadharia ya elasticity, nadharia ya athari. )

Lakini licha ya hili, mechanics ya classical haina kupoteza umuhimu wake. Inatosha kuelezea anuwai ya matukio yanayoonekana bila hitaji la kuamua nadharia maalum. Kwa upande mwingine, ni rahisi kuelewa na kuunda msingi wa nadharia zingine.

"Fikiria faida ambazo mifano mizuri hutuletea, na utaona kuwa kumbukumbu za watu wakuu sio muhimu kuliko uwepo wao."

Mechanics ni mojawapo ya wengi kale Sayansi. Iliibuka na kuendelezwa chini ya ushawishi maombi ya mazoezi ya umma, na pia shukrani kwa shughuli ya kufikirika ya binadamu. Hata katika nyakati za prehistoric, watu waliunda majengo na kuona harakati za miili mbalimbali. Nyingi sheria za mwendo wa mitambo na usawa wa miili ya nyenzo hufunzwa na wanadamu kwa kurudia-rudiwa, tu kimajaribio. Hii uzoefu wa kijamii na kihistoria, kupitishwa kutoka kizazi hadi kizazi, na alikuwa mmoja nyenzo chanzo juu ya uchambuzi ambao mechanics kama sayansi ilitengenezwa. Kuibuka na maendeleo ya mechanics ilihusiana kwa karibu na uzalishaji, Na mahitaji jamii ya wanadamu. "Katika hatua fulani ya maendeleo ya kilimo," anaandika Engels, na katika nchi fulani (kuinua maji kwa ajili ya umwagiliaji huko Misri), na hasa kwa kuibuka kwa miji, majengo makubwa na maendeleo ya ufundi. Mitambo. Hivi karibuni pia inakuwa muhimu kwa meli na masuala ya kijeshi.

Kwanza maandishi na ripoti za kisayansi katika uwanja wa mechanics ambazo zimesalia hadi leo ni za wanasayansi wa kale wa Misri na Ugiriki. Papyri na vitabu vya kale zaidi, ambavyo tafiti za baadhi ya matatizo rahisi ya mechanics zimehifadhiwa, zinahusiana hasa na matatizo mbalimbali. tuli, i.e. fundisho la usawa. Kwanza kabisa, hapa tunahitaji kutaja kazi za mwanafalsafa bora wa Ugiriki ya kale (384-322 KK), ambaye alianzisha jina hilo katika istilahi za kisayansi. Mitambo kwa eneo pana la maarifa ya mwanadamu ambayo harakati rahisi zaidi za miili ya nyenzo zinazozingatiwa katika maumbile na iliyoundwa na mwanadamu wakati wa shughuli zake zinasomwa.

Aristotle alizaliwa katika koloni ya Ugiriki ya Stagira huko Thrace. Baba yake alikuwa tabibu wa mfalme wa Makedonia. Mnamo 367, Aristotle aliishi Athene, ambapo alipata elimu ya falsafa katika Chuo cha mwanafalsafa maarufu wa mawazo huko Ugiriki. Plato. Mnamo 343 Aristotle alichukua nafasi mwalimu wa Alexander the Great(Alexander Mkuu alisema: "Ninamheshimu Aristotle kwa msingi sawa na baba yangu, kwa kuwa ikiwa nina deni la maisha yangu kwa baba yangu, basi nina deni la Aristotle kila kitu kinachoipa thamani."), baadaye kamanda maarufu wa ulimwengu wa kale. Shule yake ya falsafa, inayoitwa shule Peripatetics, Aristotle ilianzishwa mwaka 335 huko Athene. Baadhi ya misimamo ya kifalsafa ya Aristotle haijapoteza umuhimu wao hadi leo. F. Engels aliandika; “Wanafalsafa wa kale wa Ugiriki wote walizaliwa wakiwa wana lahaja wenyewe kwa wenyewe, na Aristotle, mkuu wa ulimwengu wote kati yao, alikuwa tayari amechunguza namna zote muhimu za kufikiri kwa lahaja.” Lakini katika uwanja wa mechanics, sheria hizi pana za fikira za wanadamu hazikuonyeshwa kwa matunda katika kazi za Aristotle.

Archimedes anamiliki idadi kubwa uvumbuzi wa kiufundi, ikiwa ni pamoja na rahisi zaidi mashine ya kuinua maji (Archimedean screw), ambayo ilipata maombi nchini Misri kwa ajili ya kukimbia ardhi ya kitamaduni iliyojaa maji. Alijionyesha na jinsi mhandisi wa kijeshi huku akitetea mji wake wa Siracuse (Sicily). Archimedes alielewa uwezo na umuhimu mkubwa kwa wanadamu wa utafiti sahihi na wa kisayansi wa kisayansi, na anasifiwa kwa maneno ya kiburi: " Nipe mahali pa kusimama nami nitaisogeza Dunia."

Archimedes alikufa kutokana na upanga wa askari wa Kirumi wakati wa mauaji yaliyofanywa na Warumi wakati wa kutekwa kwa Syracuse. Hekaya husema kwamba Archimedes, akiwa amezama katika kuchunguza takwimu za kijiometri, alimwambia askari-jeshi aliyemwendea hivi: “Usiguse michoro yangu.” Askari, akiona kwa maneno haya matusi kwa nguvu ya washindi, alikata kichwa chake, na damu ya Archimedes ilitia doa kazi yake ya kisayansi.

Mwanaastronomia maarufu wa kale Ptolemy(karne ya 2 BK - kuna habari kwamba Ptolemy (Claudius Ptolemaeus) aliishi na kufanya kazi huko Alexandria kutoka 127 hadi 141 au 151. Kulingana na hadithi za Kiarabu, alikufa akiwa na umri wa miaka 78.) katika kazi yake " Ujenzi Mkuu wa Hisabati wa Unajimu katika Vitabu 13"ilitengeneza mfumo wa ulimwengu wa kijiografia, ambamo mienendo inayoonekana ya anga na sayari ilielezewa kwa dhana kwamba Dunia haina mwendo na iko katikati ya ulimwengu. Anga nzima hufanya mapinduzi kamili kuzunguka Dunia kwa masaa 24, na nyota zinashiriki tu katika harakati za kila siku, kuweka msimamo wao wa jamaa bila kubadilika; sayari, kwa kuongeza, huhamia kuhusiana na nyanja ya mbinguni, kubadilisha msimamo wao kuhusiana na nyota. Sheria za harakati zinazoonekana za sayari zilianzishwa na Ptolemy kwa kiwango ambacho iliwezekana kuhesabu mapema nafasi zao zinazohusiana na nyanja ya nyota zilizowekwa.

Hata hivyo, nadharia ya Ptolemy ya muundo wa ulimwengu ilikuwa yenye makosa; ilisababisha mifumo tata isivyo kawaida na bandia ya mwendo wa sayari na katika visa vingine haikuweza kueleza kikamilifu mienendo yao inayoonekana kuhusiana na nyota. Hasa tofauti kubwa kati ya hesabu na uchunguzi zilipatikana wakati wa kutabiri kupatwa kwa jua na mwezi kufanywa miaka mingi mapema.

Ptolemy hakuzingatia kabisa mbinu ya Aristotle na alifanya majaribio ya kimfumo juu ya kurudisha nyuma kwa mwanga. Uchunguzi wa kisaikolojia-macho Ptolemy hajapoteza hamu yake hadi leo. Pembe za mwonekano wa nuru alizozipata wakati wa kupita kutoka hewa kwenda kwa maji, kutoka hewa hadi glasi na kutoka kwa maji hadi glasi. sahihi sana kwa wakati wake. Ptolemy aliunganishwa kwa kushangaza ndani yake mwenyewe mwanahisabati mkali na mjaribu makini.

Wakati wa Zama za Kati, maendeleo ya sayansi zote, pamoja na mechanics, sana imepungua. Zaidi ya hayo, katika miaka hii makaburi ya thamani zaidi ya sayansi, teknolojia na sanaa ya watu wa kale yaliharibiwa na kuharibiwa. Washupavu wa kidini walifuta mafanikio yote ya sayansi na utamaduni kutoka kwa uso wa dunia. Wanasayansi wengi wa kipindi hiki walifuata kwa upofu mbinu ya kielimu ya Aristotle katika uwanja wa mechanics, wakizingatia masharti yote yaliyomo katika kazi za mwanasayansi huyu kuwa sahihi bila masharti. Mfumo wa ulimwengu wa kijiografia wa Ptolemy ulitangazwa kuwa mtakatifu. Upinzani dhidi ya mfumo huu wa ulimwengu na kanuni za msingi za falsafa ya Aristotle zilionwa kuwa ukiukaji wa misingi ya Maandiko Matakatifu, na watafiti walioamua kufanya hivyo walitangazwa. wazushi. "Popovshchina aliua walio hai huko Aristotle na kuendeleza wafu," Lenin aliandika. Usomi uliokufa, usio na maana ulijaza kurasa za risala nyingi. Matatizo ya kipuuzi yalitokezwa, na ujuzi sahihi uliteswa na kukauka. Idadi kubwa ya kazi za mechanics katika Zama za Kati zilitolewa kutafuta " simu ya kudumu", yaani. mashine ya mwendo wa kudumu, inayofanya kazi bila kupokea nishati kutoka nje. Kazi hizi, kwa sehemu kubwa, zilichangia kidogo katika ukuzaji wa mechanics (Itikadi ya Zama za Kati ilionyeshwa vyema na Mohammed, akisema: "Ikiwa sayansi inafundisha kile kilichoandikwa katika Korani, sio lazima; ikiwa inafundisha kitu kingine. , ni watu wasiomcha Mungu na wahalifu”). “Enzi za Kati za Kikristo hazikuacha chochote kwa sayansi,” asema F. Engels katika “Dialectics of Nature.”

Ukuzaji mkubwa wa mechanics ulianza Renaissance tangu mwanzo wa karne ya 15 nchini Italia, na kisha katika nchi nyingine. Katika enzi hii, maendeleo makubwa sana katika ukuzaji wa mechanics yalipatikana kutokana na kazi hiyo (1452-1519), (1473-1543) na Galilaya (1564-1642).

Msanii maarufu wa Italia, mwanahisabati, fundi na mhandisi, Leonardo da Vinci kushiriki katika utafiti juu ya nadharia ya taratibu (aliunda lathe ya elliptical), alisoma msuguano katika mashine, alisoma harakati za maji kwenye mabomba na harakati za miili kwenye ndege inayoelekea. Alikuwa wa kwanza kutambua umuhimu mkubwa wa dhana mpya ya mechanics - wakati wa nguvu kuhusiana na uhakika. Kusoma usawa wa nguvu zinazofanya kazi kwenye kizuizi, aligundua kuwa jukumu la mkono wa nguvu linachezwa na urefu wa perpendicular iliyopunguzwa kutoka kwa hatua ya kudumu ya kizuizi hadi mwelekeo wa kamba iliyobeba mzigo. Usawa wa block inawezekana tu ikiwa bidhaa za vikosi na urefu wa perpendiculars sambamba ni sawa; kwa maneno mengine, usawa wa block inawezekana tu chini ya hali kwamba jumla ya wakati tuli wa nguvu kuhusiana na hatua ya uzito wa block ni sawa na sifuri.

Mapinduzi ya kimapinduzi katika maoni juu ya muundo wa ulimwengu yalifanywa na mwanasayansi wa Poland ambaye, kama ilivyoandikwa kwa njia ya kitamathali kwenye mnara wake wa ukumbusho huko Warsaw, “alisimamisha Jua na kuisogeza Dunia.” Mpya, mfumo wa heliocentric wa dunia alielezea harakati za sayari kwa kuzingatia ukweli kwamba Jua ni kituo cha kudumu ambacho sayari zote huzunguka kwenye miduara. Hapa kuna maneno ya asili ya Copernicus, yaliyochukuliwa kutoka kwa kazi yake isiyoweza kufa: "Kinachoonekana kwetu kama harakati ya Jua haitokani na harakati zake, lakini kutoka kwa harakati ya Dunia na tufe lake, ambalo tunalizunguka Jua. , kama sayari nyingine yoyote. Kwa hivyo, Dunia ina harakati zaidi ya moja. Mwendo unaoonekana rahisi na wa kurudi nyuma wa sayari hutokea si kwa sababu ya mwendo wao, lakini kwa mwendo wa Dunia. Hivyo basi, mwendo wa Dunia pekee unatosha kueleza tofauti nyingi zinazoonekana angani.”

Katika kazi ya Copernicus, kipengele kikuu cha mwendo wa sayari kilifunuliwa na mahesabu yanayohusiana na utabiri wa kupatwa kwa jua na mwezi yalitolewa. Ufafanuzi wa mwendo unaoonekana wa mara kwa mara wa Mercury, Venus, Mars, Jupiter na Zohali kuhusiana na nyanja ya nyota zisizobadilika umepata uwazi, utofauti na urahisi. Copernicus alielewa wazi kinematics ya mwendo wa jamaa wa miili katika nafasi. Anaandika hivi: “Kila badiliko linaloonwa kuwa la msimamo hutokea kwa sababu ya kusogezwa kwa kitu kinachoonwa au mwangalizi, au kwa sababu ya kusogea kwa wote wawili, ikiwa, bila shaka, ni tofauti kutoka kwa kila mmoja; kwa maana wakati kitu kinachochunguzwa na mwangalizi wanasogea kwa njia ile ile na kuelekea upande uleule, hakuna mwendo unaoonekana kati ya kitu kinachoonwa na mwangalizi.”

Kweli kisayansi Nadharia ya Copernicus ilifanya iwezekane kupata idadi ya matokeo muhimu ya vitendo: kuongeza usahihi wa meza za unajimu, kurekebisha kalenda (kuanzisha mtindo mpya) na kuamua kwa ukali zaidi urefu wa mwaka.

Kazi za mwanasayansi mahiri wa Italia Galilaya yalikuwa ya msingi kwa maendeleo wasemaji.
Dynamics kama sayansi ilianzishwa na Galileo, ambaye aligundua mali nyingi muhimu sana za harakati zilizoharakishwa na zilizopunguzwa kwa usawa. Misingi ya sayansi hii mpya iliwekwa wazi na Galileo katika kitabu kiitwacho Majadiliano na Uthibitisho wa Kihisabati Kuhusu Matawi Mawili Mapya ya Sayansi Yanayohusiana na Mitambo na Mwendo wa Ndani. Katika Sura ya Tatu, juu ya mienendo, Galileo anaandika: "Tunaunda sayansi mpya, mada ambayo ni ya zamani sana. Hakuna kitu katika maumbile cha zamani zaidi kuliko harakati, lakini muhimu kidogo sana imeandikwa juu yake na wanafalsafa. Kwa hiyo, nimesoma mara kwa mara kwa majaribio vipengele vyake, ambavyo vinastahili kikamilifu, lakini hadi sasa haijulikani au haijathibitishwa. Kwa mfano, wanasema kwamba mwendo wa asili wa mwili unaoanguka ni mwendo wa kasi. Hata hivyo, ni kwa kiasi gani ongezeko la kasi bado halijaonyeshwa; Nijuavyo, hakuna mtu bado amethibitisha kuwa nafasi zinazopitiwa na kundi linaloanguka katika vipindi sawa vya wakati zinahusiana kama nambari zisizo za kawaida zinazofuatana. Iligunduliwa pia kuwa miili iliyorushwa au makombora yanaelezea mstari fulani uliopinda, lakini hakuna aliyeonyesha kuwa mstari huu ni parabola.”

Galileo Galilei (1564-1642)

Kabla ya Galileo, nguvu zinazofanya kazi kwenye miili zilizingatiwa kwa kawaida katika hali ya usawa na hatua ya nguvu ilipimwa tu na mbinu za tuli (lever, mizani). Galileo alisema kuwa nguvu ni sababu ya mabadiliko ya kasi, na hivyo kuanzishwa njia ya nguvu kulinganisha kwa nguvu. Utafiti wa Galileo katika uwanja wa mechanics ni muhimu sio tu kwa matokeo ambayo aliweza kupata, lakini pia kwa utangulizi wake thabiti wa mechanics. majaribio njia ya utafiti wa harakati.

Kwa mfano, sheria ya isochronism ya oscillations ya pendulum katika pembe ndogo za mchepuko na sheria ya mwendo wa hatua kwenye ndege iliyoelekezwa ilichunguzwa na Galileo kupitia majaribio yaliyofanywa kwa uangalifu.

Shukrani kwa kazi ya Galileo, maendeleo ya mechanics yameunganishwa sana na mahitaji teknolojia, Na majaribio ya kisayansi kuanzishwa kwa utaratibu kama matunda mbinu ya utafiti matukio ya harakati za mitambo. Galileo anasema moja kwa moja katika mazungumzo yake kwamba uchunguzi wa kazi ya mabwana wa "kwanza" kwenye safu ya ushambuliaji ya Venetian na mazungumzo nao yalimsaidia kuelewa "sababu za matukio ambayo hayakuwa ya kushangaza tu, lakini pia yalionekana kuwa ya kushangaza kabisa mwanzoni." Vifungu vingi vya mechanics ya Aristotle vilifafanuliwa na Galileo (kama vile sheria ya kuongeza mwendo) au kukanushwa kwa ujanja sana kwa hoja za kimantiki (kukanusha kwa kufanya majaribio kulizingatiwa kuwa hakutoshi wakati huo). Tunawasilisha hapa uthibitisho wa Galileo kuashiria mtindo huo, kukanusha Msimamo wa Aristotle kwamba miili mizito kwenye uso wa Dunia huanguka haraka, na nyepesi - polepole. Hoja hiyo imetolewa kwa namna ya mazungumzo kati ya mfuasi wa Galileo (Salviati) na Aristotle (Simplicio):

« Salviati: ... Bila majaribio zaidi, kupitia hoja fupi lakini yenye kusadikisha, tunaweza kuonyesha kwa uwazi usahihi wa taarifa kwamba miili mizito husonga kwa kasi zaidi kuliko ile nyepesi, ikimaanisha miili ya dutu moja, yaani, wale ambao Aristotle anazungumzia. Kwa kweli, niambie, Senor Simplicio, unatambua kwamba kila mwili unaoanguka una kasi fulani ndani yake, ambayo inaweza tu kuongezeka au kupunguzwa kwa kuanzisha nguvu mpya au kizuizi?
Urahisi: Sina shaka kwamba mwili ule ule katika mazingira yale yale una kasi ya kudumu iliyoamuliwa na maumbile, ambayo haiwezi kuongezeka isipokuwa kutokana na matumizi ya nguvu mpya, au kupungua isipokuwa kutokana na kizuizi kinachopunguza mwendo.
Salviati: Kwa hivyo, ikiwa tuna miili miwili inayoanguka, kasi ya asili ambayo ni tofauti, na tukaunganisha moja inayosonga haraka na inayosonga polepole, basi ni wazi kuwa harakati ya mwili inayoanguka haraka itacheleweshwa kwa kiasi fulani. harakati ya nyingine itaharakishwa kwa kiasi fulani. Je, una pingamizi lolote kwa hali hii?
Urahisi: Nadhani hii ni sahihi kabisa.
Salviati: Lakini ikiwa ni hivyo, na ikiwa wakati huo huo ni kweli kwamba jiwe kubwa linasonga, tuseme, kwa kasi ya dhiraa nane, na lingine, ndogo zaidi huenda kwa kasi ya dhiraa nne, basi, kuunganisha pamoja. , lazima tupate kasi chini ya viwiko nane; hata hivyo, mawe mawili yaliyounganishwa pamoja yanaunda mwili mkubwa zaidi kuliko wa awali, ambao ulikuwa na kasi ya dhiraa nane; kwa hiyo, inageuka kuwa mwili mzito huenda kwa kasi ya chini kuliko nyepesi, na hii ni kinyume na mawazo yako. Unaona sasa jinsi kutoka kwa pendekezo kwamba miili mizito husogea kwa kasi kubwa kuliko nyepesi, naweza kufikia hitimisho kwamba miili mizito husogea haraka sana.

Matukio ya kuanguka kwa kasi kwa mwili duniani yalizingatiwa na wanasayansi wengi kabla ya Galileo, lakini hakuna hata mmoja wao aliyeweza kugundua sababu za kweli na sheria sahihi zinazoelezea matukio haya ya kila siku. Lagrange anabainisha kuhusu jambo hili kwamba “ilihitaji ujuzi wa ajabu sana kugundua sheria za asili katika matukio kama hayo ambayo yalikuwa machoni kila wakati, lakini maelezo ambayo hata hivyo hayakuweza kuepukika katika utafiti wa wanafalsafa.”

Kwa hiyo, Galileo alikuwa mwanzilishi wa mienendo ya kisasa. Galileo alielewa wazi sheria za inertia na hatua huru ya nguvu katika hali yao ya kisasa.

Galileo alikuwa mwanaanga bora wa uchunguzi na mfuasi mwenye bidii wa mtazamo wa ulimwengu wa heliocentric. Baada ya kuboresha sana darubini, Galileo aligundua awamu za Venus, satelaiti za Jupita, na matangazo kwenye Jua. Aliendesha mapambano yenye kuendelea, yenye kufuata mara kwa mara dhidi ya elimu ya Aristotle, mfumo uliochakaa wa Ptolemy, na kanuni za kupinga sayansi za Kanisa Katoliki. Galileo ni mmoja wa watu mashuhuri wa sayansi, "ambao walijua jinsi ya kuharibu ya zamani na kuunda mpya, licha ya vizuizi vyovyote, licha ya kila kitu."
Kazi ya Galileo iliendelea na kuendelezwa (1629-1695), ambaye aliendelezwa nadharia ya oscillations ya pendulum kimwili na imewekwa sheria za utekelezaji wa nguvu za centrifugal. Huygens alipanua nadharia ya mwendo wa kasi na uliopungua wa nukta moja (mwendo wa kutafsiri wa mwili) kwa kesi ya mfumo wa mitambo wa alama. Hii ilikuwa hatua muhimu mbele, kwani ilifanya iwezekane kusoma mienendo ya mzunguko wa mwili mgumu. Huygens walianzisha katika mekanika dhana ya wakati wa inertia ya mwili kuhusiana na mhimili na kufafanua kile kinachoitwa " kituo cha bembea" pendulum ya kimwili. Alipokuwa akiamua kitovu cha bembea cha pendulum ya kimwili, Huygens aliendelea na kanuni kwamba "mfumo wa miili mikubwa inayosonga chini ya uvutano wa nguvu ya uvutano hauwezi kusonga ili kituo cha kawaida cha mvuto wa miili kiinuke juu ya nafasi yake ya kwanza." Huygens pia alijidhihirisha kama mvumbuzi. Aliunda muundo wa saa za pendulum, akagundua kidhibiti cha kusawazisha cha saa za mfukoni, akajenga mirija bora ya anga ya wakati huo na alikuwa wa kwanza kuona wazi pete ya sayari ya Zohali.

Bado hakuna toleo la HTML la kazi.

Nyaraka zinazofanana

Mada na kazi za mechanics ni tawi la fizikia ambalo husoma aina rahisi zaidi ya mwendo wa jambo. Mwendo wa mitambo ni mabadiliko ya muda katika nafasi ya mwili katika nafasi kuhusiana na miili mingine. Sheria za kimsingi za mechanics ya zamani iliyogunduliwa na Newton.

uwasilishaji, umeongezwa 04/08/2012

Mitambo ya kinadharia (statics, kinematics, mienendo). Ufafanuzi wa sheria za msingi za mwendo wa mitambo na mwingiliano wa miili ya nyenzo. Masharti ya usawa wao, sifa za jumla za kijiometri za mwendo na sheria za mwendo wa miili chini ya ushawishi wa nguvu.

kozi ya mihadhara, imeongezwa 12/06/2010

Ufafanuzi wa maneno ya kimsingi ya kimwili: kinematics, mwendo wa mitambo na trajectory yake, uhakika na mfumo wa kumbukumbu, njia, harakati ya kutafsiri na hatua ya nyenzo. Fomula zinazoonyesha mwendo unaofanana na unaofanana na mstatili unaoharakishwa kwa usawa.

uwasilishaji, umeongezwa 01/20/2012

Axioms ya statics. Muda wa mfumo wa nguvu kuhusu uhakika na mhimili. Clutch na msuguano wa kuteleza. Mada ya kinematics. Mbinu za kubainisha mwendo wa uhakika. Kuongeza kasi ya kawaida na tangential. Tafsiri na harakati za mzunguko wa mwili. Kituo cha kasi cha papo hapo.

karatasi ya kudanganya, imeongezwa 12/02/2014

Mapitio ya sehemu za mechanics ya classical. Milinganyo ya kinematic ya mwendo wa sehemu ya nyenzo. Makadirio ya vekta ya kasi kwenye shoka za kuratibu. Kuongeza kasi ya kawaida na tangential. Kinematics ya mwili mgumu. Mwendo wa kutafsiri na wa mzunguko wa mwili mgumu.

uwasilishaji, umeongezwa 02/13/2016

Uhusiano wa mwendo, postulates yake. Mifumo ya kumbukumbu, aina zao. Dhana na mifano ya hatua ya nyenzo. Thamani ya nambari ya vekta (modulus). Bidhaa ya dot ya vekta. Njia na njia. Kasi ya papo hapo, vipengele vyake. Mzunguko wa Mzunguko.

wasilisho, limeongezwa 09.29.2013

Utafiti wa matatizo ya msingi ya mienendo ngumu ya mwili: mwendo wa bure na mzunguko karibu na mhimili na uhakika uliowekwa. Equation ya Euler na utaratibu wa kuhesabu kasi ya angular. Kinematiki na masharti ya sadfa ya miitikio ya mwendo yenye nguvu na tuli.

hotuba, imeongezwa 07/30/2013

Mechanics, sehemu zake na vifupisho vinavyotumika katika utafiti wa harakati. Kinematics, mienendo ya mwendo wa kutafsiri. Nishati ya mitambo. Dhana za kimsingi za mechanics ya maji, usawa wa mwendelezo. Fizikia ya molekuli. Sheria na taratibu za thermodynamics.

uwasilishaji, umeongezwa 09/24/2013

Utoaji wa fomula ya kuongeza kasi ya kawaida na tangential wakati wa harakati ya hatua ya nyenzo na mwili mgumu. Tabia za kinematic na za nguvu za mwendo wa mzunguko. Sheria ya uhifadhi wa kasi na kasi ya angular. Harakati katika uwanja wa kati.

muhtasari, imeongezwa 10/30/2014

Nini maana ya uhusiano wa mwendo katika fizikia. Wazo la mfumo wa marejeleo kama mchanganyiko wa mwili wa marejeleo, mfumo wa kuratibu na mfumo wa marejeleo ya wakati unaohusishwa na mwili kuhusiana na harakati ambayo inasomwa. Mfumo wa kumbukumbu wa harakati za miili ya mbinguni.