Меха́ника— раздел физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.
По предмету изучения механика подразделяется на:
- теоретическую механику;
- механику сплошных сред;
- специальные механические дисциплины: теорию механизмов и машин, сопротивление материалов, гидравлику, механику грунтов и др.
Задача механики состоит в изучении свойств механических систем, и, в частности, в выяснении их эволюции во времени.
В зависимости от физических свойств этих объектов и их размеров всю механику можно разделить на классическую или ньютонову и неклассическую.
Неклассическая механика - это часть физики, в которой исследуются объекты микро- и макромира с учетом пространственно-временной зависимости.
Классическая механика имеет дело с объектами, протяженность которых приблизительно и с точностью до нескольких порядков заключена в интервале от 10-10 до 1010 метра. При их изучении свойства пространства и времени можно считать постоянными. Основной математический аппарат классической механики: дифференциальное и интегральное исчисление, разработанное специально для этого Ньютоном и Лейбницем. В классической формулировке, механика базируется на трёх законах Ньютона. Решение многих задач механики упрощается, если уравнения движения допускают возможность формулировки законов сохранения.
В зависимости от особенностей модели реальных объектов классическая механика делится на теоретическую механику - с моделью абсолютно твердого тела и механику сплошной среды с моделью деформируемого тела.
Под прикладной механикой понимают раздел механики, в котором ее выводы и методы применяют для решения задач проектирования, строительства и эксплуатации сооружений. Этот термин близок к понятиям «техническая» или «строительная» механика и объединяет такие учебные дисциплины строительного направления, с которыми студенты встречаются в процессе обучения, как «теоретическая механика», «сопротивление материалов», «строительная механика», металлические, железобетонные и другие виды конструкций.
Решения первых задач механики восходят к Архимеду. Современная рациональная механика начала развиваться после появления трудов Галилео Галилея, Я. Бернулли, И. Бернулли, Х. Гюйгенса и др. Новый импульс к развитию механики был дан И. Ньютоном, который определил механику как науку первых принципов. До Ньютона механика являла собой обширный набор частных результатов, относящихся к решению конкретных задач и мало связанных. По Ньютону механика должна быть построена на основе первых принципов, формулируемых в виде аксиом. В качестве возможных аксиом И. Ньютон сформулировал три знаменитых ныне закона. После провозглашения Ньютоном программы построения механики на основе первых принципов, все последующие исследования стали концентрироваться в указанном направлении. В результате произошло быстрое становление механики как самостоятельной фундаментальной науки. Реализация программы Ньютона принадлежит, главным образом, Леонарду Эйлеру. Прежде всего, Л. Эйлер перевел механику на язык дифференциальных уравнений и разработал теорию их интегрирования. В 1776 году Л. Эйлер дает окончательную формулировку фундаментальных законов механики в виде двух независимых постулатов: законов динамики Эйлера.
Ограниченность ньютоновой механики существенно проявляется только при описании явлений микромира. По этой причине основное внимание уделялось развитию именно ньютоновой механики.
Дальнейшее развитие механики связано с построением механики сплошных сред. Начало этому направлению дали исследования Л. Эйлера по гидромеханике (1755) и теории стержней (1771-1776). В 1822 году О. Коши разрабатывает линейную теорию упругости. Дальнейший прогресс в развитии механики практически полностью связан с построением механики сплошных сред. В фундаментальном плане XIX-й век отметился формулировкой двух фундаментальных законов, получивших названия первого и второго законов термодинамики. Первый закон термодинамики или уравнение баланса энергии был сформулирован Дж. Грином в 1839 году. Второй закон термодинамики или неравенство производства энтропии рождался в великих муках, имел множество формулировок и, наконец, утвердился в механике в форме неравенства Клаузиуса-Дюгема-Трусделла. Два закона динамики Эйлера и два начала термодинамики составили каркас, внутри которого и строится современная механика.
Новый этап развития механики начался с работ А.Эйнштейна и его предшественников А.Пуанкаре, Г.Лоренца, Дж.Лармора и др. Эти работы являют собой обледенение законов механики, которые включают законы движения тел с любыми скоростями, что меньшие от скорости света в вакууме.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему