Klassik mexanika (Nyuton mexanikasi). Klassik mexanika

Klassik mexanika (Nyuton mexanikasi). Klassik mexanika

Klassik mexanikaga kirish
Klassik mexanika yorug'lik tezligidan ancha past tezlikda harakatlanadigan makroskopik jismlarning mexanik harakatini o'rganadi.
= 3 10 8 m / s). Makroskopik ob'ektlar o'lchami ob'ektlar deb tushuniladi 

m (o'ngda odatdagi molekulaning o'lchami).
Harakatlari yorug'lik tezligidan ancha past tezlikda sodir bo'ladigan jismlar tizimini o'rganadigan fizik nazariyalar nisbiy bo'lmagan nazariyalar qatoriga kiradi. Agar tizim zarrachalarining tezligi yorug'lik tezligi bilan solishtirilsa 
, keyin bunday tizimlar relyativistik tizimlarga tegishli va ularni relyativistik nazariyalar asosida tasvirlash kerak. Barcha relyativistik nazariyalarning asosini maxsus nisbiylik nazariyasi (SRT) tashkil etadi. Agar o'rganilayotgan jismoniy ob'ektlarning o'lchamlari kichik bo'lsa 
m., keyin bunday tizimlar kvant tizimlariga, ularning nazariyalari esa kvant nazariyalari soniga tegishli.
Shunday qilib, klassik mexanikani zarrachalar harakatining nisbiy bo'lmagan kvant bo'lmagan nazariyasi deb hisoblash kerak.
1.1 Malumot tizimlari va invariantlik tamoyillari
Mexanik harakat- Bu kosmosda vaqt o'tishi bilan tananing boshqa jismlarga nisbatan pozitsiyasining o'zgarishi.
Klassik mexanikada bo'shliq uch o'lchovli hisoblanadi (kosmosdagi zarrachaning o'rnini aniqlash uchun uchta koordinatani ko'rsatish kerak), Evklid geometriyasiga bo'ysunadi (kosmosda Pifagor teoremasi to'g'ri) va mutlaq. Vaqt bir o'lchovli, bir tomonlama (o'tmishdan kelajakka o'zgaradi) va mutlaqo. Kosmos va vaqtning mutlaqligi ularning xossalari materiyaning tarqalishi va harakatiga bog'liq emasligini bildiradi. Klassik mexanikada quyidagi fikr haqiqat sifatida qabul qilinadi: makon va vaqt bir -biri bilan bog'liq emas va ularni bir -biridan mustaqil deb hisoblash mumkin.

Harakat nisbiy va shuning uchun uni tasvirlash uchun tanlash kerak ma'lumotnoma organi, ya'ni jism, unga nisbatan harakat ko'rib chiqiladi. Harakat kosmosda va vaqt ichida sodir bo'lganligi sababli, uni tasvirlash uchun u yoki bu koordinatalar tizimini va soatni tanlash kerak (arifmetik bo'shliq va vaqt). Kosmosning uch o'lchovliligi tufayli uning har bir nuqtasiga uchta raqam (koordinata) beriladi. U yoki bu koordinata tizimini tanlash, odatda, bajariladigan vazifaning sharti va simmetriyasiga bog'liq. Nazariy mulohazalarda biz odatda to'rtburchaklar shaklidagi dekart koordinatalar tizimidan foydalanamiz (1.1 -rasm).

Klassik mexanikada vaqt oralig'ini o'lchash uchun vaqtning mutlaqligi tufayli koordinatalar tizimining boshida bitta soatni qo'yish kifoya (bu masala nisbiylik nazariyasida batafsil ko'rib chiqiladi). Malumot tanasi va bu tana shakli bilan bog'liq soatlar va tarozilar (koordinatalar tizimi) mos yozuvlar tizimi.
Keling, yopiq jismoniy tizim tushunchasini kiritaylik. Yopiq jismoniy tizim moddiy ob'ektlar tizimi deb ataladi, bunda tizimning barcha ob'ektlari bir -biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, lekin tizimga kirmaydigan ob'ektlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Tajribalar shuni ko'rsatadiki, quyidagi o'zgarmaslik tamoyillari bir qator mos yozuvlar tizimlari uchun amal qiladi.

Fazoviy siljishlarga nisbatan o'zgarmaslik printsipi(bo'sh joy bir hil): yopiq jismoniy tizim ichidagi jarayonlar uning yo'naltiruvchi organga nisbatan pozitsiyasiga ta'sir qilmaydi.
Fazoviy aylanishlarga nisbatan o'zgarmaslik printsipi(fazo izotropik): yopiq jismoniy tizim ichidagi jarayonlar uning yo'naltiruvchi organga nisbatan yo'nalishiga ta'sir qilmaydi.
Vaqt o'zgarishiga nisbatan o'zgarmaslik printsipi(vaqt bir hil): yopiq jismoniy tizim ichidagi jarayonlarning jarayoniga jarayonlar boshlanadigan vaqt ta'sir qilmaydi.
Ko'zgular o'zgarmasligi printsipi(makon ko'zgu-nosimmetrik): yopiq oyna-nosimmetrik fizik tizimlarda sodir bo'ladigan jarayonlar o'zlari ko'zgu-nosimmetrikdir.
Kosmos bir hil, izotrop va ko'zgu-nosimmetrik va vaqt bir xil nomlangan mos yozuvlar tizimlari inertial mos yozuvlar tizimlari(ISO).
Nyutonning birinchi qonuni ISOlar mavjudligini da'vo qiladi.
ISOlar soni bitta emas, balki cheksiz ko'p. IF ga nisbatan to'g'ri chiziqda va teng ravishda harakatlanadigan mos yozuvlar tizimi IF bo'ladi.
Nisbiylik printsipi yopiq fizik tizimdagi jarayonlar jarayoniga uning mos yozuvlar tizimiga nisbatan to'g'ri chiziqli tekis harakati ta'sir qilmasligini tasdiqlaydi; jarayonlarni tavsiflovchi qonunlar har xil ISOda bir xil; boshlang'ich shartlar bir xil bo'lsa, jarayonlarning o'zi bir xil bo'ladi.