Что входит в механику: Механика. Раздел кинематика – движение тел

Содержание

Техническая механика – наука о механическом движении и взаимодействии материальных тел.

Что такое Техническая механика?



Механика – это наука о механическом движении и взаимодействии материальных тел.

Техническая механика является одним из разделов Механики, в котором изучаются законы движения тел и общие свойства этих движений.
На основе этих закономерностей разработаны методы и приемы технической механики, позволяющие конструировать сооружения, механизмы и машины, а также производить практические расчеты различных технических и строительных конструкций на прочность, устойчивость, жесткость, т. е. – на работоспособность в заданном интервале нагрузок.

Учебная дисциплина “Техническая механика”, изучаемая студентами Каменского агротехнического техникума в пределах рабочих программ для технических специальностей, включает следующие разделы:

  • Теоретическая механика
  • Сопротивление материалов
  • Детали и механизмы машин

Изучение каждого последующего раздела Технической механики для техникумов предполагает знание обучающимся предыдущих разделов, а также базовые знания по общеобразовательным дисциплинам – математике, геометрии, физике.

***

Теоретическая механика

Раздел “Теоретическая механика” состоит из подразделов:

“Статика” является частью Теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится в равновесии. При этом равновесием считается такое состояние тела, когда оно находится в покое или движется прямолинейно и равномерно.
Методы и приемы, применяемые для решения задач Статики, позволяют определить внешние силовые факторы, благодаря которым тело находится в состоянии равновесия, т. е. по известным значениям внешних сил или моментов, приложенных к телу, осуществить расчет неизвестных силовых факторов (сил, моментов), воздействующих на данное тело.

Выполнение таких расчетов необходимо для осуществления оценки работоспособности конструкций различных сооружений или механизмов при помощи методов и приемов, применяемых в науке “Сопротивление материалов”.

“Кинематика” является частью Теоретической механики, и изучает законы движения материальных тел без учета силовых факторов, вызывающих это движение, т. е. с геометрической точки зрения.
Задачи Кинематики сводятся к определению положения тела в пространстве относительно какой-либо системы отсчета в определенный момент времени или через временной промежуток.
Методы и приемы, применяемые при решении задач Кинематики, позволяют производить кинематические расчеты сложных механизмов машин, в которых отдельные детали и узлы совершают относительные перемещения при работе.

“Динамика”, в отличие от Кинематики, изучает законы движения материальных тел с учетом силовых факторов, вызывающих это движение.
Методы и приемы, применяемые в Динамике, позволяют производить расчеты движения и перемещения деталей, узлов и механизмов машин, вызываемых приложенными нагрузками и реакциями.

***



Сопротивление материалов

“Сопротивление материалов” – наука о прочности и деформируемости материалов и элементов строительных и технических конструкций.
Применение методов и приемов Сопротивления материалов позволяет осуществлять расчет технических и строительных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость в заданном рабочем режиме.
Изучение этого раздела Технической механики невозможно без знания основ раздела “Статика” курса Теоретической механики.

***

Детали и механизмы машин

Раздел “Детали и механизмы машин” является прикладным разделом Технической механики. Он изучает возможность практического применения методов и приемов Теоретической механики и Сопротивления материалов при конструировании и проектировании машин, механизмов, сооружений и других инженерных конструкций.

Структура раздела “Детали машин” складывается из составных частей, включающих основные понятия о надежности и работоспособности машин и механизмов, классификацию видов соединений деталей, их свойства и особенности с точки зрения сопротивления материалов, типы и виды механизмов (муфты, опоры, передачи, редукторы и т. п.), а также изучение методов расчета соединений и механизмов по основным критериям работоспособности.

В высших технических учебных заведениях разделы “Сопромат” и “Детали машин” выделены в отдельные предметы, изучаемые студентами по углубленным программам. Обучающимся техническим специальностям среднего профессионального образования (СПО) эти предметы обычно преподаются по упрощенным программам и объединяются в разделы общего курса Технической механики.

Билеты для проверки усвоения знаний при промежуточной аттестации по разделу “Детали машин” можно скачать здесь (документ в формате Word, 600 кБ)

***

Методические рекомендации и контрольные задания для студентов заочных отделений технических и машиностроительных специальностей:

Примечание: Документы размещены в формате Word, и могут быть сохранены на компьютере или распечатаны на принтере.

Экзаменационные вопросы по Технической механике для студентов:

Примеры решения задач Технической механики

Тестовые задания для самопроверки знаний

***

Статика – основные положения

Сопротивление материалов – Сопромат


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

ЕГЭ по физике, подготовка к ЕГЭ по физике 2021 в Москве, задачи, оценки, сколько длится экзамен — Учёба.

ру
11Равномерное прямолинейное движение, равноускоренное прямолинейное движение, движение по окружности
21Законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
31Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии
41Условие равновесия твердого тела, закон Паскаля, сила Архимеда, математический и пружинный маятники, механические волны, звук
52Механика
62Механика
72Механика
81Связь между давлением и средней кинетической энергией, абсолютная температура, связь температуры со средней кинетической энергией, уравнение Менделеева—Клапейрона, изопроцессы
91Работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины
101Относительная влажность воздуха, количество теплоты
112МКТ, термодинамика
122МКТ, термодинамика
131Принцип суперпозиции электрических полей, магнитное поле проводника с током, сила Ампера, сила Лоренца, правило Ленца
141Закон сохранения электрического заряда, закон Кулона, конденсатор, сила тока, закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединение проводников, работа и мощность тока, закон Джоуля — Ленца
151Поток вектора магнитной индукции, закон электромагнитной индукции Фарадея, индуктивность, энергия магнитного поля катушки с током, колебательный контур, законы отражения и преломления света, ход лучей в линзе
162Электродинамика
172Электродинамика
182Электродинамика и основы специальной теории относительности
191Планетарная модель атома. Нуклонная модель ядра. Ядерные реакции
201Фотоны, линейчатые спектры, закон радиоактивного распада
212Квантовая физика
221Механика — квантовая физика
231Механика — квантовая физика
242Элементы астрофизики: Солнечная система, звезды, галактики

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика / Вестник Томского государственного университета. Математика и механика (Вестн Том. гос. ун-та. Математика и механика)

Журнал

“Вестник Томского государственного университета. Математика и механика” создан в 2007 году (выделен из общенаучного журнала “Вестник Томского государственного университета в самостоятельное издание)  и ставит своими целями:

 

– развитие фундаментальных и прикладных исследований в области математики и механики;

– приобретение и распространение передовых знаний и информации в этих областях;

– интеграцию интеллектуального потенциала с ведущими российскими и зарубежными центрами высшего образования, науки и высоких технологий;

– поддержку и развитие научных школ в области математики и механики.
 

Научный журнал “Вестник Томского государственного университета. Математика и механика” публикует результаты завершенных оригинальных исследований в различных областях математики и механики, которые ранее не публиковались.

Журнал «Вестник Томского государственного университета. Математика и механика» входит в Перечень ВАК  изданий для публикации основных результатов кандидатских и докторских диссертаций по специальностям:

01.01.01 – Вещественный, комплексный и функциональный анализ (физико-математические науки),
01.01.04 – Геометрия и топология (физико-математические науки),
01.01.05 – Теория вероятностей и математическая статистика (физико-математические науки),
01.01.06 – Математическая логика, алгебра и теория чисел (физико-математические науки),
01.01.07 – Вычислительная математика (физико-математические науки),
01.02.01 – Теоретическая механика (физико-математические науки),
01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела (технические науки),
01. 02.04 – Механика деформируемого твердого тела (физико-математические науки),

01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы (физико-математические науки).

Журнал выходит 6 раз в год и распространяется по подписке, подписной индекс 44064 в объединённом каталоге «Пресса России». Полные тексты всех вышедших статей и правила для авторов доступны на сайте журнала.

ISSN: 1998-8621. E-ISSN: 2311-2255
 


Журнал принят в БД Scopus и Emerging Sources Citation Index (Web of Science) .
C 2017 года журнал реферируется в MatSciNet.

Все публикации в журнале (в том числе аспирантов) осуществляются на некоммерческой основе.

Отв. секретарь редколлегии журнала (математика) – к.ф.-м.н. Елена Геннадьевна Лазарева (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ТГУ, механико-математический факультет)

Отв. секретарь редколлегии журнала (механика) – к.ф.-м.н. Рогаев Константин Сергеевич (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ТГУ, физико-технический факультет)

Должностная инструкция механика 2021 года

Предлагаем Вашему вниманию типовой пример должностной инструкции механика, образец 2021 года. Должностная инструкция механика должна включать следующие разделы: общее положение, должностные обязанности механика, права механика, ответственность механика.

В должностной инструкции механика должны быть отражены следующие пункты:

Должностные обязанности механика

1) Должностные обязанности. Обеспечивает безаварийную и надежную работу всех видов оборудования, их правильную эксплуатацию, своевременный качественный ремонт и техническое обслуживание, проведение работ по его модернизации и повышение экономичности ремонтного обслуживания оборудования. Осуществляет технический надзор за состоянием и ремонтом защитных устройств на механическом оборудовании, зданий и сооружений цеха. Организует подготовку календарных планов (графиков) осмотров, проверок и ремонта оборудования, заявок на централизованное выполнение капитальных ремонтов, на получение необходимых для планово-предупредительных и текущих ремонтов материалов, запасных частей, инструмента и т.

п., составление паспортов на оборудование, спецификаций на запасные части и другой технической документации. Участвует в приемке и установке нового оборудования, проведении работ по аттестации и рационализации рабочих мест, модернизации и замене малоэффективного оборудования высокопроизводительным, во внедрении средств механизации тяжелых ручных и трудоемких работ. Организует учет всех видов оборудования, а также отработавшего амортизационный срок и морально устаревшего, подготовку документов на их списание.

Механик должен знать

2) Механик при выполнении своих должностных обязанностей должен знать: постановления, распоряжения, приказы, методические, нормативные материалы по организации ремонта оборудования, зданий, сооружений; организацию ремонтной службы на предприятии; Единую систему планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования; перспективы технического развития предприятия; технические характеристики, конструктивные особенности, назначение, режимы работы и правила эксплуатации оборудования предприятия; организацию и технологию ремонтных работ; методы монтажа, регулировки и наладки оборудования; основы технологии производства продукции предприятия; порядок составления паспортов на оборудование, инструкций по эксплуатации, ведомостей дефектов, спецификаций и другой технической документации.

3) Требования к квалификации. Высшее профессиональное (техническое) образование и стаж работы по специальности на инженерно-технических должностях не менее 3 лет или среднее профессиональное (техническое) образование и стаж работы по специальности на инженерно-технических должностях не менее 5 лет.

1. Общие положения

1. Механик относится к категории специалистов.

2. На должность механика принимается лицо, имеющее высшее профессиональное (техническое) образование и стаж работы по специальности на инженерно-технических должностях не менее 3 лет или среднее профессиональное (техническое) образование и стаж работы по специальности на инженерно-технических должностях не менее 5 лет.

3. Механик принимается на должность и освобождается от должности директором организации.

4. Механик должен знать:

  • постановления, распоряжения, приказы, методические, нормативные материалы по организации ремонта оборудования, зданий, сооружений;
  • организацию ремонтной службы на предприятии;
  • Единую систему планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования;
  • перспективы технического развития предприятия;
  • технические характеристики, конструктивные особенности, назначение, режимы работы и правила эксплуатации оборудования предприятия;
  • организацию и технологию ремонтных работ;
  • методы монтажа, регулировки и наладки оборудования;
  • основы технологии производства продукции предприятия;
  • порядок составления паспортов на оборудование, инструкций по эксплуатации, ведомостей дефектов, спецификаций и другой технической документации;
  • правила сдачи оборудования в ремонт и приема после ремонта;
  • организацию смазочно-эмульсионного хозяйства;
  • требования рациональной организации труда при эксплуатации, ремонте и модернизации оборудования;
  • передовой отечественный и зарубежный опыт ремонтного обслуживания на предприятии;
  • основы экономики, организации производства, труда и управления;
  • основы трудового законодательства;
  • основы экологического законодательства;
  • правила внутреннего трудового распорядка;
  • правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

5. В своей деятельности механик руководствуется:

  • законодательством РФ,
  • Уставом организации,
  • приказами и распоряжениями работников, которым он подчинен согласно настоящей инструкции,
  • настоящей должностной инструкцией,
  • Правилами внутреннего трудового распорядка организации,

6. Механик подчиняется непосредственно главному механику.

7. На время отсутствия механика (командировка, отпуск, болезнь, пр.) его обязанности исполняет лицо, назначенное директором организации в установленном порядке, которое приобретает соответствующие права, обязанности и несет ответственность за исполнение возложенных на него обязанностей.

2. Должностные обязанности механика

Механик:

1. Обеспечивает безаварийную и надежную работу всех видов оборудования, их правильную эксплуатацию, своевременный качественный ремонт и техническое обслуживание, проведение работ по его модернизации и повышение экономичности ремонтного обслуживания оборудования.

2. Осуществляет технический надзор за состоянием и ремонтом защитных устройств на механическом оборудовании, зданий и сооружений цеха.

3. Организует подготовку календарных планов (графиков) осмотров, проверок и ремонта оборудования, заявок на централизованное выполнение капитальных ремонтов, на получение необходимых для планово-предупредительных и текущих ремонтов материалов, запасных частей, инструмента и т.п., составление паспортов на оборудование, спецификаций на запасные части и другой технической документации.

4. Участвует в приемке и установке нового оборудования, проведении работ по аттестации и рационализации рабочих мест, модернизации и замене малоэффективного оборудования высокопроизводительным, во внедрении средств механизации тяжелых ручных и трудоемких работ.

5. Организует учет всех видов оборудования, а также отработавшего амортизационный срок и морально устаревшего, подготовку документов на их списание.

6. Изучает условия работы оборудования, отдельных деталей и узлов с целью выявления причин их преждевременного износа, осуществляет анализ причин и продолжительности простоев, связанных с техническим состоянием оборудования.

7. Разрабатывает и внедряет прогрессивные методы ремонта и восстановления узлов и деталей механизмов, а также мероприятия по увеличению сроков службы оборудования, сокращению его простоев и повышению сменности, предупреждению аварий и производственного травматизма, снижению трудоемкости и себестоимости ремонта, улучшению его качества.

8. Подготавливает для предъявления органам государственного надзора подъемные механизмы и другие объекты государственного надзора.

9. Осуществляет техническое руководство смазочно-эмульсионным хозяйством, внедряет прогрессивные нормы расхода смазочных и обтирочных материалов, организует регенерацию отработанных масел.

10. Участвует в проверке оборудования цеха на техническую точность, в установлении оптимальных режимов работы оборудования, способствующих его эффективному использованию, в разработке инструкций по технической эксплуатации, смазке оборудования и уходу за ним, по безопасному ведению ремонтных работ.

11. Рассматривает рационализаторские предложения и изобретения, касающиеся ремонта и модернизации оборудования, дает заключения по ним, обеспечивает внедрение принятых предложений.

12. Организует учет выполнения работ по ремонту и модернизации оборудования, контролирует их качество, а также правильность расходования материальных ресурсов, отпущенных на эти цели.

13. Обеспечивает соблюдение правил и норм охраны труда, требований экологической безопасности при производстве ремонтных работ.

14. Руководит работниками подразделений предприятия, осуществляющими ремонт оборудования и поддержание его в работоспособном состоянии.

15. Соблюдает Правила внутреннего трудового распорядка и иные локальные нормативные акты организации.

16. Соблюдает внутренние правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

17. Обеспечивает соблюдение чистоты и порядка на своем рабочем месте.

18. Выполняет в рамках трудового договора распоряжения работников, которым он подчинен согласно настоящей инструкции.

3. Права механика

Механик имеет право:

1. Вносить на рассмотрение директора организации предложения:

  • по совершенствованию работы связанной с предусмотренными настоящей инструкцией обязанностями,
  • о поощрении подчиненных ему отличившихся работников,
  • о привлечении к материальной и дисциплинарной ответственности подчиненных ему работников, нарушивших производственную и трудовую дисциплину.

2. Запрашивать от структурных подразделений и работников организации информацию, необходимую ему для выполнения своих должностных обязанностей.

3. Знакомиться с документами, определяющими его права и обязанности по занимаемой должности, критерии оценки качества исполнения должностных обязанностей.

4. Знакомиться с проектами решений руководства организации, касающимися его деятельности.

5. Требовать от руководства организации оказания содействия, в том числе обеспечения организационно-технических условий и оформления установленных документов, необходимых для исполнения должностных обязанностей.

6. Иные права, установленные действующим трудовым законодательством.

4. Ответственность механика

Механик несет ответственность в следующих случаях:

1. За ненадлежащее исполнение или неисполнение своих должностных обязанностей, предусмотренных настоящей должностной инструкцией, – в пределах, установленных трудовым законодательством Российской Федерации.

2. За правонарушения, совершенные в процессе своей деятельности, – в пределах, установленных действующим административным, уголовным и гражданским законодательством российской Федерации.

3. За причинение материального ущерба организации – в пределах, установленных действующим трудовым и гражданским законодательством Российской Федерации.

Должностная инструкция механика – образец 2021 года. Должностные обязанности механика, права механика, ответственность механика.

Механика и физика материалов

Периодичность издания: 7 выпусков в год.

Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-69287

ISSN 1605-2730, 1605-8119

Главные редакторы: д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН Д.А. Индейцев, Институт проблем машиноведения РАН; акад. РАН, д-р техн. наук, проф. А.И. Рудской, СПбПУ

Ответственные редакторы: д.ф.-м.н. А.Л. Колесникова, Институт проблем машиноведения РАН; к.техн. наук, доц. А.С. Немов

Журнал входит в базы Scopus, Web of Science

Международный научный журнал «Физика и механика материалов» (Materials Physics and Mechanics) издается совместно СПбПУ и Институтом проблем машиноведения РАН в печатном виде и электронной форме. Статьи публикуются на русском или английском языке.

Журнал публикует статьи в следующих научных областях:

  • Механика наноструктурных материалов (таких как нанокристаллические материалы, нанокомпозиты, нанопористые материалы, нанотрубки, наноструктурные пленки и покрытия, материалы с квантовыми точками и проволоками)
  • Физика прочности и пластичности наноструктурных материалов, физика дефектов в наноструктурных материалах
  • Механика процессов деформации и разрушения в традиционных материалах (твердых телах)
  • Физика прочности и пластичности традиционных материалов (твердых тел)

Редколлегия принимает статьи, которые нигде ранее не опубликованы и не направлены для опубликования в другие научные издания. Все представленные в редакцию журнала «Физика и механика материалов» статьи рецензируются. Статьи могут отправляться авторам на доработку. Не принятые к опубликованию статьи авторам не возвращаются.

Журнал индексируется в следующих базах:

  • Scopus
  • Web of Science (Emerging Science Citation Index)
  • Российский индекс научного цитирования (РИНЦ)
  • Elsevier Bibliographic Databases
  • Chemical Abstracts

Контакты


Поделиться записью

XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики

Участникам XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики

20 августа 2019 года

Уважаемые друзья!

Приветствую вас в Уфе по случаю открытия XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики.

Ваши форумы, объединяющие известных учёных, профессоров и преподавателей вузов, представителей крупных производств из России и стран СНГ, играют значимую роль в развитии передовых направлений научной, инженерно-технической, конструкторской мысли, позволяют обсудить насущные отраслевые проблемы, обменяться идеями, определить векторы дальнейших исследований. Продолжая славные традиции предшественников, вы вносите важный вклад в решение современных задач механики – одной из фундаментальных наук, обеспечивающих прогресс промышленности и современных технологий.

Убеждён, что съезд пройдёт в творческом, конструктивном ключе, а его рекомендации будут содействовать укреплению весомого потенциала отечественной авиации, медицины, энергетики, оборонно-промышленного комплекса. Будут не только соответствовать темпу мировой технологической трансформации, но и задавать его.

Желаю вам успехов и всего самого доброго.

Президент Российской Федерации

В.В. Путин

 

Участникам, организаторам и гостям XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики

От души приветствую участников, гостей и организаторов XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики!

Эти ставшие традиционными встречи ученых-механиков занимают особое место в научной жизни страны. Механика всегда была в авангарде движения вперёд науки, промышленности, экономики. Сегодня в технических отраслях активно создаются наукоемкие производства со сложным современным оборудованием. В целом инновационное развитие промышленности, укрепление обороноспособности страны, ее технологического, экономического суверенитета невозможно без серьезных исследований в области механики.

На съезде традиционно обобщаются наиболее важные достижения, определяются основные приоритеты дальнейшего развития теоретической и прикладной механики. Форум собрал как именитых, так и молодых ученых, у которых есть хорошая возможность заявить о себе, расширить горизонты научных изысканий.

Уверена, что съезд станет площадкой для интересных дискуссий, а его участники поднимут наиболее острые проблемы науки, предложат новые решения по обеспечению научно-технического развития и наращиванию технологического потенциала страны.

Желаю успешной работы, новых прорывных идей и достижений во благо российской науки и будущего России.

Председатель Совета Федерации

Федерального собрания РФ

В.И. Матвиенко

 

Дорогие друзья!

Сердечно приветствую участников, гостей и организаторов XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики!

Башкортостан искренне рад принять столь высокий научный форум. Уфа входит в число ведущих конгрессных площадок страны, на которой масштабные события собирают ведущих ученых России и зарубежья. Мы постарались создать достойные условия для вашей плодотворной работы.

Такие форумы способствуют опережающему развитию ключевых областей науки, обобщению передовых достижений, решению стратегических задач по укреплению технологического потенциала страны. Важно, что наряду с известными учеными в работе съезда принимают участие много молодых исследователей.

Уверен, что ваш съезд будет насыщен плодотворной работой, общением и дискуссиями, позволит сделать важные шаги по сближению фундаментальной науки и прикладных разработок.

Желаю всем участникам и гостям новых научных открытий, крепкого здоровья, благополучия и всего самого доброго!

Временно исполняющий обязанности

Главы Республики Башкортостан

Р.Ф. Хабиров

 

Организаторам, участникам и гостям XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики

 

Дорогие друзья!

От имени Министерства науки и высшего образования Российской Федерации позвольте поприветствовать всех участников, организаторов и гостей на XII Всероссийском съезде по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики.

Программой съезда совместно с ведущими вузами и научными организациями нашей страны запланировано проведение IV Всероссийской школы молодых учёных-механиков. С каждым годом её талантливые и целеустремлённые участники получают хорошую возможность для обсуждения современных и актуальных вопросов в сфере фундаментальных и прикладных проблем механики, знакомятся с лучшими и уникальными разработками, обмениваются самыми интересными идеями и опытом в данной области.

Уверен, что запланированные программой Съезда мероприятия будут стимулировать научно-исследовательскую деятельность молодёжи, способствовать расширению её научного кругозора, а также укреплению связей между наукой, образованием и производством, а самые перспективные проекты в рамках запланированной российской национальной выставки технических достижений будут востребованы на практике.

Желаю всем участникам Съезда насыщенной и плодотворной работы!

Министр науки и

Высшего образования РФ

М.М. Котюков

 

Приветствие Президента Российской академии наук участникам

XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики

Дорогие коллеги !

20 августа 2019 г. начинает свою работу XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Это один из важнейших научных форумов нашей страны, который является платформой для обсуждения широчайшего спектра фундаментальных проблем, связанных с развитием методов механики и их применением в исследовании различных явлений и процессов, а также в промышленности. Начиная с I Всесоюзного съезда, проведенного в 1960 г., каждый форум являлся крупной вехой в развитии теоретической и прикладной механики и ускорителем развития отечественной техники и технологий. Такие выдающиеся достижения страны, как полет человека в космос, создание сети искусственных спутников Земли, новых видов авиационной техники, наземного и водного транспорта, гиперзвукового оружия, роботов и др., стали возможными во многом благодаря исследованиям в области механики, результаты которых докладывались и на этих форумах.

Российской академии наук есть чем гордиться в этой области. Ее институты вносят достойный вклад в исследования в различных областях механики, их фундаментальные результаты становятся все более и более видимыми в международной печати, а прикладные находят применение в промышленности. Укрепляется сотрудничество академических институтов с вузами, с высокотехнологичными промышленными предприятиями и конструкторскими организациями. Задачи повышения уровня исследований и внедрения их результатов требуют дальнейшего развития этих тенденций.

Надеюсь, что на съезде будут представлены принципиально новые научные результаты, которые предопределят развитие соответствующих направлений механики на ближайшие годы, участники съезда получат громадный импульс и вдохновение для продолжения своих исследований, будут установлены новые контакты и появятся новые совместные проекты, выполнение которых обеспечит последующее наращивание технологического потенциала страны.

Желаю всем участникам съезда содержательных докладов, интересного обсуждения и успешной работы!

Президент Российской академии наук

Академик РАН

А.М. Сергеев

Теоретическая механика – это… Что такое Теоретическая механика?

Теорети́ческая меха́ника — наука об общих законах механического движения и взаимодействия материальных тел. Будучи по существу одним из разделов физики, теоретическая механика, вобрав в себя фундаментальную основу в виде аксиоматики, выделилась в самостоятельную науку и получила широкое развитие благодаря своим обширным и важным приложениям в естествознании и технике, одной из основ которой она является.

По Ньютону, «Рациональная механика есть учение о движениях, производимых какими бы то ни было силами, и о силах, требуемых для производства каких бы то ни было движений, точно изложенное и доказанное»[1].

В физике

В физике под теоретической механикой подразумевается часть теоретической физики, изучающая математические методы классической механики, альтернативные прямому применению законов Ньютона (так называемая аналитическая механика). Сюда входят, в частности, методы, основанные на уравнениях Лагранжа, принципы наименьшего действия, уравнении Гамильтона-Якоби и др.

Следует подчеркнуть, что аналитическая механика может быть как нерелятивистской — тогда она пересекается с классической механикой, так и релятивистской. Принципы аналитической механики являются настолько общими, что её релятивизация не приводит к фундаментальным трудностям.

В технических науках

В технических науках под теоретической механикой подразумевается набор физико-математических методов, облегчающих расчёты механизмов, сооружений, летательных аппаратов и т. п. (так называемая прикладная механика или инженерная механика) . Практически всегда эти методы выводятся из законов классической механики — в основном, из законов Ньютона, хотя в некоторых технических задачах оказываются полезными некоторые из методов аналитической механики.

Теоретическая механика опирается на некоторое число законов, установленных в опытной механике, принимаемых за истины, не требующих доказательств — аксиомы. Эти аксиомы заменяют собой индуктивные истины опытной механики. Теоретическая механика имеет дедуктивный характер. Опираясь на аксиомы как на известный и проверенный практикой и экспериментом фундамент, теоретическая механика возводит свое здание при помощи строгих математических выводов.

Теоретическая механика как часть естествознания, использующая математические методы, имеет дело не с самими реальными материальными объектами, а с их моделями. Такими моделями, изучаемыми в теоретической механике, являются

Обычно в теоретической механике выделяют такие разделы, как

В теоретической механике широко применяются методы

Теоретическая механика явилась основой для создания многих прикладных направлений, получивших большое развитие. Это механика жидкости и газа, механика деформируемого твердого тела, теория колебаний, динамика и прочность машин, гироскопия, теория управления, теория полета, навигация и др.

В высшем образовании

Теоретическая механика является одной из фундаментальных механических дисциплин на механико-математических факультетах университетов России. По этой дисциплине проводятся ежегодные всероссийские[2], национальные и региональные студенческие олимпиады, а также Международная олимпиада[3].

Примечания

Литература

См. также

Что такое механика? | SpringerLink

1. Прикладная механика и ее растущее использование теоретической механики

Приложения механики можно найти во многих областях науки, некоторые из которых (например, астрономия, океанография и метеорология) уже упоминались; а также в большинстве основных подразделений техники и технологий. В каждую конкретную научную или технологическую область процесс проникновения любых усовершенствованных идей из теоретической механики был медленным по уважительной причине: научные явления, требующие разъяснения, или технологические цели, которые необходимо было достичь, в большинстве случаев были слишком сложны для эффективного лечения методами теоретической механики на ранних этапах их развития.

В этих обстоятельствах практикующим специалистам в соответствующих дисциплинах необходимо было сосредоточиться, прежде всего, на разработке оригинальных методов измерения , подходящих для конкретной области применения, и на сборе полезных эмпирических правил для корреляции данных, полученных с помощью этих методов. Такие правила могут быть выражены во фразеологии, используя некоторые из более простых идей теоретической механики, но они не основаны на подробном теоретическом анализе.

Великие достижения явились результатом развития прикладной механики с использованием этих эмпирических методов.Более того, в каждой области рассматриваемый подход продолжал добиваться значительных успехов, особенно в периоды, непосредственно следующие за внедрением новой методики измерения.

В то же время общий прогресс теоретической механики успешно произошел, отчасти благодаря ее собственному импульсу, а отчасти под влиянием проблем, связанных со сложными проблемами, которые необходимо решать в определенных областях применения. Постепенно в каждой области стало признано, что теоретический анализ «модельных проблем» вносит действительно ценный вклад в исследования сложных «реальных проблем», для моделирования которых они были разработаны.Даже когда согласие между экспериментом и теорией было не очень хорошим, такой анализ мог бы позволить наиболее полезную экстраполяцию имеющихся экспериментальных данных на другие условия, для которых дополнительные эксперименты были бы слишком трудными, дорогостоящими или длительными. Со временем модели становились все более всеобъемлющими и, соответственно, более ценными.

Эти непрерывные процессы, в которых теоретическая механика вносит ценный вклад в прикладную механику и стимулируется ее вызовами, все больше сближают две части механики в плодотворное сотрудничество.Некоторые примеры того, как это происходило в конкретных областях применения, приведены в оставшейся части этой заметки.

2. Строительное проектирование

В строительном проектировании ранние эмпирические разработки привели к большим достижениям, включая такие изысканные конструкции, как средневековые соборы. Однако постепенно методы стали более аналитическими, поскольку появилась возможность оценивать нагрузки и распределений напряжений, которые они будут производить, сначала в отдельных балках, а затем в каркасах; и сравнить напряжения, рассчитанные таким образом, с напряжениями текучести, характерными для используемых материалов. Устойчивость Расчеты были также инициированы Эйлером, чтобы получить оценки критических нагрузок на изгиб.

Тем не менее, в течение длительного периода времени необходимо было переконструировать конструкции с «коэффициентами безопасности» до 10; то есть спроектировать их таким образом, чтобы расчетные нагрузки на деформацию или продольный изгиб были в десять раз больше, чем расчетные нагрузки наихудшего случая. Эта потребность возникла из-за большого количества неопределенностей; например, в области анализа напряжений или относительно надежности предположений о свойствах материала или оценок нагрузки.

Позже изучение каркасов и подобных конструкций стало гораздо более тщательным; в нем все больше учитывались проблемы концентрации напряжений на стыках между элементами и детальное проектирование, чтобы минимизировать их. Кроме того, были разработаны методы «предельного расчета» (изучение поведения каркаса после того, как раннее приложение нагрузки привело к определенным пластическим деформациям).

Кроме того, все чаще допускалось неизбежное присутствие в конструкции определенных типов дефектов , которые отрицательно влияли на структурную целостность.В том числе геометрические дефекты сильно влияют на характеристики продольного изгиба.

Опять же, небольшие дефекты материала, включая дислокации и трещины, интенсивно изучались в связи с их способностью к росту, ведущему к пластической деформации или разрушению. Это, например, позволило явлению усталости металла при циклическом нагружении (впервые обнаруженному эмпирически) стать ясно интерпретируемым с точки зрения роста трещины, и аналогичные успехи были достигнуты в области ползучести металла .Между тем важность композитных материалов (от бетона до пластиков, армированных углеродным волокном) становилась все более и более признанной, и это тоже стимулировало многие важные новые разработки в теоретической механике.

Огромное экономическое преимущество минимизации веса конструкции при проектировании самолетов и космических аппаратов дало особый толчок к усовершенствованному структурному анализу, направленному на достижение точности, которая позволила бы снизить «коэффициенты безопасности» с прежних цифр, таких как 10, до современных. цифры около 1.5 или даже меньше. Они также поощряли особые математические разработки (например, в теории оболочек), очень тонкие.

В то же время эмпирические методы развивались параллельно; в частности, благодаря развитию тензометрической технологии, различных оптических методов и широкого набора удобных методов моделирования нагружения. Современный инженер-строитель использует превосходно интегрированное сочетание эмпирической деятельности (проведение экспериментов и использование обобщающих данных из более ранних экспериментов) с аналитическими и вычислительными методами теоретической механики.

3. Гидравлика

Изучение потока в искусственных системах труб и каналов восходит к истокам истории, с достижениями ирригации в Египте и Месопотамии, которые сделали возможными первые великие цивилизации. Затем он получил дальнейшее развитие в ответ на последовательные потребности, от (например) крупномасштабных акведуков и систем гипокауста Римской империи до замечательных систем дренажа и ирригации, реализованных в первые годы Голландской республики.

Теоретическая механика оказала влияние на этот предмет в восемнадцатом веке, когда Даниэль Бернулли показал, как устойчивый поток, согласно законам Ньютона, в отсутствие сил трения сохранял бы то, что мы теперь называем его общим напором .Большая часть последующего развития гидравлики (поначалу в основном эмпирического) была выражена в терминах законов, определяющих, насколько общий напор рассеивается за счет трения различными типами стационарного потока в различных условиях. Некоторые загадочные особенности этих законов, которые признают (например), как потоки, движущиеся по трубам, теряют общий напор гораздо менее круто там, где поперечное сечение трубы сжимается, чем там, где она расширяется, стали понятны с точки зрения теоретической механики только тогда, когда условия, управляющие границей разделение слоя в потоке жидкости было выяснено как теоретически, так и эмпирически.

Другие разработки в области двумерного (и трехмерного) моделирования движений жидкости позволили улучшить проектирование соединений труб и каналов и подробные расчеты потоков, например, в районе шлюзовых затворов. В последнее время в такой работе все большую роль играет моделирование турбулентности. Тем временем все более и более усовершенствованная теория явления поверхностных волн была наиболее эффективно применена, чтобы понять, как стационарные волны, стоячие волны и бегущие волны генерируются потоками в открытых каналах.Кроме того, теория кавитации объяснила эффекты, связанные с движением жидкости, создающей локально отрицательные давления, которые вызывают самопроизвольное появление пузырьков.

Параллельно со всеми теоретическими разработками, лабораторные исследования с использованием тщательно оборудованных лотков и водных туннелей и других устройств гидравлического моделирования значительно расширили знания во всех областях этой дисциплины. Современное гидравлическое проектирование основано на расчетах, использующих хорошо интегрированную комбинацию результатов, полученных как из теоретической механики, так и из экспериментов в лаборатории и в полевых условиях.

4. Машиностроение

Основываясь на давно установившейся эмпирической технологии водяных и ветряных мельниц, машиностроение начало быстро развиваться после того, как в восемнадцатом веке появилась паровая энергия. Идеи теоретической механики играли все большую роль в этом развитии.

Таким образом, часть динамики, известная как кинематика ( геометрическое описание относительных движений), повлияла на детальное проектирование цепей из с зацеплением механизмов всех видов; и, особенно, формирование поверхностей, которые должны находиться в контакте от зубьев шестерни до винтов.Часть, известная как кинетика (отношение движения к силам и к работе , выполняемой ими), повлияла на конструкцию не только реальных средств передачи мощности, но и устройств для управления результирующими движениями. Все более важный вклад вносила теория колебаний механических систем с ее фундаментальным разъяснением концепции нормальных форм колебаний, каждая из которых имеет свою собственную частоту; и доминирующего влияния резонанса (совпадение между частотой вынуждающей и собственной частотой) при генерации этих обычно нежелательных колебаний.

К последней четверти девятнадцатого века механика жидкостей начала оказывать большое влияние на проектирование машиностроения; как, например, когда гидродинамическая теория смазки связывает силы, действующие в опоре скольжения, с геометрией и вязкостными свойствами масляной пленки. Прежде всего, разработка паровой турбины потребовала тщательной обработки паровых каналов и лопаток турбины с учетом взаимодействующей динамики и термодинамики быстро движущегося пара.В то же время формировалось новое понимание теплопередачи, основанное на фундаментальной механике жидкостей.

Системы для эффективного обмена энергией (в любом направлении) между потоками жидкости и вращающимися лопастями были затем постепенно разработаны для последовательных требований вентиляторов, пропеллеров, гидравлических трансмиссий, компрессоров и газовых турбин; с приложениями в аэронавтике и многих других областях. Все больше и больше эти разработки основывались на уточненных представлениях динамики жидкостей и лопастей в относительном движении.Другая геометрия потока должна была быть проанализирована, когда начали разрабатываться большие жидкостные ракетные двигатели. Во многих таких разработках решающую роль сыграла гидродинамика сгорания ; в то время как, опять же, соответствующие системы охлаждения нуждались в тщательном изучении с помощью гидродинамической теории теплопередачи. Одни и те же ингредиенты (химические реакции, теплопередача и гидродинамика, при этом динамика перемешивания играет доминирующую роль) лежат в основе многих текущих разработок в области технологий.

Между тем современный кинематический и кинетический анализ машин и механизмов продолжает развиваться, что особенно важно для технологии робототехники, которая становится все более важной. Гироскопическая динамика, опять же, привела к замечательным достижениям в области управления и навигации благодаря разработке чувствительных систем, сочетающих гироскопы и акселерометры.

Современный инженер-механик, безусловно, синтезирует знания из множества различных дисциплин; включая (например) еще более широкую область материаловедения, чем было затронуто ранее в связи с проектированием конструкций, а также в том числе большие части электроники, которые необходимы как для контрольно-измерительных приборов, так и для управления.Однако теоретическая механика твердых тел и жидкостей продолжает составлять фундаментальную основу искусства инженеров-механиков.

5. Внешняя гидродинамика

Взаимодействие твердого тела с внешней жидкостью, через которую оно движется, является предметом внешней гидродинамики. Замечательные разработки во внешней аэродинамике (случай, когда текучая среда – это воздух) были необходимы, в дополнение к нескольким конструктивным и силовым разработкам, о которых упоминалось ранее, чтобы сделать возможными выдающиеся достижения двадцатого века в авиационной технике.

Эффективный горизонтальный полет требует, чтобы давление воздуха и вязкие напряжения вокруг самолета создавали результирующую силу с большой вертикальной составляющей или подъемной силы , чтобы уравновесить вес, и все же с низкой горизонтальной составляющей или лобовым сопротивлением , которое должно преодолеваться двигателем толкать. Вязкость воздуха мала, но во внешней аэродинамике нельзя пренебрегать, поскольку классические теории, основанные на этом предположении, предсказывают нулевую результирующую силу на любое твердое тело, устойчиво движущееся в воздухе.Соответственно, открытия Прандтля и других, что хорошо спроектированные внешние формы для самолетов могут позволить ограничить все эффекты вязкости тонкими пограничными слоями и следами, позволяя снизить сопротивление, хотя (когда следы содержат интенсивные следящие вихри) подъемная сила может быть высоким, представляло собой важный первый шаг вперед в аэродинамическом дизайне; позволяя значительно улучшить характеристики по сравнению с примерами первых лет авиации.

Позже, после того, как усовершенствования двигателей и конструкции конструкции, а также аэродинамики повысили скорость самолета до скорости звука или выше скорости звука, самолет начал испытывать дополнительный компонент лобового сопротивления, часто связанный с генерацией акустической волны. называется «звуковой удар».Соответствующая особенность во внешней гидродинамике наблюдается, когда скорость корабля увеличивается так, что он испытывает не только сопротивление, вызывающее след, но также волну , создающую сопротивление . Волновая теория как для акустических волн в воздухе, так и для поверхностных волн на воде была плодотворно применена для изучения форм, которые откладывают до тех пор, пока существенно не увеличатся скорости, любое значительное увеличение сопротивления из-за образования волн.

Другие важные части внешней гидродинамики связаны со стабильностью и контролем движения самолетов по воздуху или кораблей или подводных лодок по воде.Эти части достигли большого успеха благодаря применению законов динамики к твердому транспортному средству в каждом случае, принимая во внимание силы жидкости, на которые влияет движение транспортного средства и действие поверхностей управления, таких как рули направления, элероны и т. Д.

При очень высоком значении скорости, целостность конструкции самолета может быть поставлена ​​под угрозу из-за тепловыделения при трении в пограничном слое, и это может снова потребовать тщательного анализа теплопередачи. В случае повторного входа космических аппаратов в атмосферу Земли проблемы усугубляются, и анализы должны проводиться на очень тщательном уровне.

Оригинальные методы измерения давления и визуализации потока с использованием хорошо оборудованных аэродинамических труб и других экспериментальных установок сыграли важную роль в успехах, достигнутых во внешней гидродинамике. В последнее время полное зондирование сложного поля скорости в жидкости стало возможным благодаря развитию лазерной доплеровской анемометрии. Тем не менее, одновременные улучшения в вычислительной гидродинамике, основанные на основных достижениях в теории гидродинамики, приняли такую ​​форму, что баланс зависимости проектировщика от двух опор экспериментальных данных и теоретического анализа продолжал медленно, но постепенно сдвигаться в сторону теория.

6. Планетарные науки

После того, как астрономы шестнадцатого и начала семнадцатого веков накопили замечательный массив точных планетных наблюдений, и Кеплер установил их посткоперниканскую интерпретацию в терминах трех эмпирических законов, которым удовлетворяют орбиты планет. планет (и их спутников), первым большим успехом теоретической механики, введенной Ньютоном, была его демонстрация того, что эти законы должны интерпретироваться в терминах закона , обратного квадратов силы гравитационного притяжения.Намного позже одновременное притяжение более чем одним телом было приблизительно разрешено и использовалось Эйлером, Лагранжем, Лапласом и другими для объяснения основных отклонений от законов Кеплера, выявленных более точными наблюдениями.

Теория возмущений, разработанная для этой цели, оказалась бесценной после того, как с 1959 года были запущены искусственные спутники Земли. Тщательное наблюдение за медленным отклонением их орбит от предсказываемых законами Кеплера позволило точно определить возмущающие силы на спутнике (то есть силы, отличные от простого притяжения к центру Земли).Таким образом была получена важная геофизическая информация, включая наилучшие имеющиеся данные об отклонениях формы Земли от сферической и о ветрах в тех самых высоких частях атмосферы, которые включают орбиты многих спутников.

Изучение нижних частей земной атмосферы, конечно же, является прерогативой метеорологии. Изобретение барометра в семнадцатом веке позволило некоторый эмпирический прогресс в изучении погоды, но последующие достижения твердо основывались на знании теоретической механики жидкостей во вращающейся системе отсчета и на улучшенном понимании физики влажный воздух и радиация.По общему признанию, каждый большой шаг вперед в сборе данных, такой как воздушный шар радиозонда, увеличивал возможности метеорологии как науки; тем не менее, данные были полезны только тогда, когда их интерпретировали с точки зрения идей, частично вытекающих из теоретической механики. Некоторые из этих идей оказались полезными также при изучении планетных атмосфер.

Однако современный метеоролог может выйти далеко за рамки простого введения идей гидродинамики. Глобальный сбор данных с радиозондов и метеорологических спутников теперь позволяет определить начальных условий , которые позволяют выполнить прямое численное интегрирование уравнений в частных производных для атмосферных движений (включая необходимую физику излучения) в конечно-разностной форме. и успешно использовались для расчета погодных условий на несколько дней вперед.Эта быстро развивающаяся область – одна из особо важных областей применения теоретической механики на сегодняшний день.

Подобные истории можно рассказать в двух других разделах исследования флюидной оболочки Земли : океанографии, с ее высокоразвитым исследованием океанских приливов и течений, тесно связанных с гидродинамической теорией; и динамика ионосферы, включая динамику взаимодействия магнитосферы Земли с солнечным ветром заряженных частиц, исходящих от Солнца. Все чаще механику всей жидкой оболочки необходимо рассматривать как единое целое.

Геофизика твердой земли также сильно зависит от механики и хорошо разработанных сейсмологических теорий , позволяющих выводить информацию о недрах земли из данных, собранных чувствительными сейсмографами о том, как волны, генерируемые землетрясениями, распространяются через нее. С помощью этих методов были получены обширные знания о материальных свойствах твердых внешних частей Земли (кора и мантия ); что, кроме того, продемонстрировало существование жидкого ядра.Позже стало известно, что магнитное поле Земли создается «динамо-движениями» внутри электропроводящего ядра с помощью механизмов, которые в последнее время были частично прояснены с помощью магнитогидродинамики. Все эти исследования недр Земли также ценны для исследования строения Луны и других планет и их спутников.

7. Науки о жизни

Помимо широко распространенных приложений механики к различным отраслям инженерии и технологии, а также к планетным наукам, которые были кратко упомянуты до сих пор, в этой заметке воздерживается от описания взаимодействия механики с другими физическими науками; главным образом потому, что механические идеи уже давно полностью интегрированы в такие дисциплины, как физика, физическая химия и астрофизика (по общему признанию, с различными важными модификациями релятивистской или квантовой теории; и, конечно же, в каждом случае как довольно скромные части целого) .Вместо этого это описание приложений механики завершается указанием того, как быстро в последние десятилетия в науки о жизни после довольно медленного старта проникли идеи теоретической механики.

Это был период, в течение которого, прежде всего, были подвергнуты детальному анализу самые разнообразные способы передвижения животных с точки зрения требуемых сил и того, как они проявляются мускулами и другими движущимися органами. Эта работа всесторонне применила принципы механики твердых тел ко всем различным аллюрам (включая ползание, ходьбу, прыжки, рысь, галоп и галоп), используемых в наземном передвижении. с точки зрения гидродинамики огромного числа рыб и других пловцов позвоночных, подвижных ракообразных и моллюсков, а также жгутиковых и инфузорийных микроорганизмов.Аэродинамика, опять же, использовалась для анализа множества различных способов полета вперед и управления им, взлета и посадки, а также набора высоты, парения, ныряния и зависания, используемых птицами, летучими мышами и насекомыми.

Биомеханика костной и соединительной ткани была всесторонне исследована с применением в конструкции протезов и ортопедических устройств. Также была разработана физиологическая гидродинамика для подробного анализа кровотока в сердечно-сосудистой системе, воздушного потока в дыхательных путях и движения жидкости в различных специализированных органах, таких как ухо.Кроме того, есть много других прекрасных возможностей для будущих приложений механики в науках о жизни.

Подводя итог: Международный союз теоретической и прикладной механики использует свои крупные международные конгрессы, а также свои относительно небольшие специализированные симпозиумы, а также свои совместные симпозиумы, проводимые в сотрудничестве с другими международными организациями, работающими в области инженерии и науки, для трех основных целей: способствовать фундаментальным, математическим и вычислительным разработкам в теоретической механике; продвигать те новые экспериментальные методы, которые необходимы прикладной механике для достижения прогресса в различных областях ее применения; и, прежде всего, двигаться к достижению еще более плодотворных результатов тех мощных взаимодействий между этими двумя областями, которые были кратко отмечены в этой заметке.

Грамматика и механика – eLearning Café

Грамматика и механика

Грамматика – это структура письменной или устной речи. Это относится к частям речи и к тому, как они объединяются в предложения. Механика относится к правилам письменной речи, таким как использование заглавных букв, пунктуация и орфография. Понимание как грамматики, так и механики необходимо, чтобы четко изложить свои идеи в документе. Вот несколько стратегий, которые помогут вам улучшить свою грамматику и механику:

  • Составьте список наиболее частых ошибок.Например, если вы часто получаете отзывы от своих инструкторов о том, что вы неправильно используете запятые и пишете много лишних предложений, обратите внимание на эти ошибки.
  • Когда вы корректируете свою работу, обратитесь к своему списку частых ошибок и внимательно прочтите на предмет правильности в этих областях.
  • Прочтите ваш доклад вслух (или послушайте, как кто-то другой прочитает ваше письмо). Если у вас есть доступ к программному обеспечению для чтения, например, для чтения и записи, воспользуйтесь его функцией звука.
  • Слушая свою статью, вы, вероятно, сможете выбрать разделы, которые «звучат правильно», и разделы, которые нет.Затем вернитесь к правилам грамматики и механики, чтобы исправить любые проблемные области.
  • Воспользуйтесь средством проверки орфографии и грамматики в текстовом процессоре. Однако будьте осторожны! Эти инструменты просто предлагают предложения, но не всегда могут дать правильное решение. Вам нужно решить, сделают ли эти предложения ваше письмо лучше или хуже.
  • Узнайте больше о своих проблемных областях, просмотрите примеры и попрактикуйтесь.

Прочтите «Быстрые и грязные советы от грамматики», чтобы узнать, как стать лучше писателем.Grammar Girl предлагает много информации как на своем веб-сайте, так и в подкастах.

Чтобы попрактиковаться в грамматике, ознакомьтесь с интерактивными упражнениями в Grammar Bytes на сайте chompchomp.com или викторинами от Capital Community College.

Что такое классическая механика?

Что такое классическая механика?
следующий: мкс единиц Up: Введение Предыдущая: Основные источники: Классическая механика – это исследование движения тел (включая частный случай, когда тела остаются в покое) в соответствии с общими принципы, впервые сформулированные сэром Исааком Ньютоном в его философии Naturalis Principia Mathematica (1687), широко известное как Principia .Классическая механика была первым открытым разделом физики. фундамент, на котором построены все другие разделы физики. Более того, классическая механика имеет много важных приложений в других областях науки, такие как астрономия (, например, , небесная механика), химия (, например, , динамика молекулярных столкновений), геология (, например, , распространение сейсмических волн, генерируемых землетрясениями через земную кору), и инженерных ( у.е.грамм. , равновесие и устойчивость конструкций). Классический механика также имеет большое значение за пределами области науки. Ведь последовательность события, приведшие к открытию классической механики – начиная с новаторских работа Коперника, продолжая исследования Галилея, Кеплера и Декарта, и достигнув высшей точки в монументальных достижениях Ньютона – предполагал полное свержение аристотелевской картины Вселенной, которая ранее преобладала более чем на тысячелетия, и его замену узнаваемой современной картиной, в которой человечество больше не играла привилегированной роли.

В нашем исследовании классической механики мы будем изучать множество различных типов движения, в том числе:

Поступательное движение – движение, при котором тело перемещается из одной точки пространства в другой (, например, , движение пули, выпущенной из ружья).
Вращательное движение – движение, при котором вытянутое тело меняет ориентацию относительно к другим телам в космосе, не меняя своего положения ( e.грамм. , движение волчок).
Колебательное движение – движение, непрерывно повторяющееся во времени с фиксированным периодом (, например, , движение маятника в напольных часах).
Круговое движение – движение, при котором одно тело совершает круговой оборот вокруг другого. фиксированный корпус [ например, , (приблизительное) движение Земли вокруг Солнца].
Конечно, эти разные типы движения можно комбинировать: например, движение правильно подобранный шар для боулинга состоит из комбинации поступательного и вращательного движение, тогда как распространение волн представляет собой комбинацию поступательного и колебательного движения.Кроме того, вышеупомянутые типы движения не совсем различный: например , круговое движение содержит элементы как вращательного, так и колебательного движения. Мы также изучим статику : т.е. , раздел механики. который связан с силами, которые действуют на тела в покое и в равновесии. Очевидно, что статика имеет большое значение в гражданском строительстве. инженерия: например, принципы статики были использованы при проектировании здания в котором проходит эта лекция, чтобы убедиться, что она не рухнет.

следующий: мкс единиц Up: Введение Предыдущая: Основные источники:
Ричард Фицпатрик 2006-02-02

PHYS101: Введение в механику | Saylor Academy

  • Время: 38 часов

  • Рекомендуется зачет колледжа

  • Бесплатный сертификат

В общем, цель физики – разработать описания природного мира, которые близко соответствуют реальным наблюдениям.Учитывая это определение, история всего во Вселенной, от падающих камней до сияющих звезд, является историей физики. В принципе, события природного мира представляют собой не более чем взаимодействия элементарных частиц, из которых состоит материальная вселенная. Однако на практике все оказывается сложнее.

По мере того, как изучаемая система становится все более и более сложной, становится все менее и менее ясным, как основные законы физики объясняют наблюдения.Нужны и другие отрасли науки, например, химия или биология. В принципе, биология основана на законах химии, а химия основана на законах физики, но наша способность понять нечто столь сложное, как жизнь, с точки зрения законов физики, находится далеко за пределами наших нынешних знаний. Однако физика – это первая ступенька на лестнице нашего понимания физической вселенной.

В этом курсе мы будем изучать физику с нуля, изучая основные принципы физических законов, их применение к поведению объектов и использование научного метода для продвижения этих знаний.Это первый из двух курсов (следующий курс – Введение в электромагнетизм) будет охватывать область физики, известную как классическая механика. Классическая механика – это изучение движения, основанное на физике Галилео Галилея и Исаака Ньютона. Хотя математика – это язык физики, вам нужно будет знать только алгебру, геометрию и тригонометрию в старших классах. Небольшое количество дополнительных математических и математических расчетов, которые нам понадобятся, будут разработаны в ходе курса.

Сначала прочтите программу курса.Затем зарегистрируйтесь на курс, нажав «Записать меня на этот курс». Щелкните Раздел 1, чтобы прочитать введение и результаты обучения. После этого вы увидите учебные материалы и инструкции по их использованию.

Syllabus | Классическая механика | Физика

«Предыдущая | Следующая »

Видео-введение профессора Дипто Чакрабарти и доктора Петра Дурмашкина

Введение в курс классической механики

Время проведения курсов

Лекции: 2 занятия в неделю, 2 часа в неделю

Решение проблем: 1 сеанс в неделю, 1 час / сеанс

Предварительные требования

Для этого курса нет предварительных требований. 18.01SC Исчисление с одной переменной является обязательным условием.

Обзор курса

Этот первый курс физики знакомит с классической механикой. Исторически сложилось так, что набор основных понятий – пространство, время, масса, сила, импульс, крутящий момент и угловой момент – был введен в классическую механику для решения самой известной физической проблемы – движения планет.

Принципы механики успешно описывают многие другие явления, встречающиеся в мире.Законы сохранения, включающие энергию, импульс и угловой момент, предоставили второй параллельный подход к решению многих из тех же проблем. В этом курсе мы исследуем оба подхода: законы силы и сохранения.

Наша цель – разработать концептуальное понимание основных концепций, ознакомиться с экспериментальной проверкой наших теоретических законов и уметь применять теоретические основы для описания и предсказания движений тел.

Учебник

Учебник для этого курса – «Классическая механика: MIT 8.01 Курс “(PDF – 67.9MB) Петра Дурмашкина. Конкретные материалы для чтения для каждого задания представлены в разделе” Литература “.

Охваченные темы

Как пользоваться этим сайтом

Эта версия 8. 01 Classical Mechanics на OCW является модифицированной версией материалов, представленных в осеннем курсе 2016 года, преподаваемом в Массачусетском технологическом институте. Курс разбит на двенадцать недель, как указано выше. Каждую неделю состоит из 3-4 уроков по разным темам. Каждый урок состоит из серии видеороликов, объясняющих тему, которые предназначены для последовательного просмотра.

Первый урок посвящен векторам; кнопки «Назад» и «Далее» можно использовать для перехода между видео. Кроме того, все видео можно просмотреть на странице «Неделя», соответствующей этому уроку.

Марки

Этот предмет является успешным / незарегистрированным для студентов первого курса.

Критерии оценки.
деятельность процента
3 промежуточных экзамена 45%
Заключительный экзамен 25%
Наборы задач 10%
Участие в классе 20%

Наборы задач

Почти каждую неделю будет выполняться набор задач.Это домашнее задание обычно состоит из пяти или шести задач. Чтобы получить полную оценку письменного компонента вашего домашнего задания, вы должны подготовить и представить ясные и четко аргументированные письменные решения. Выборка этих задач будет оценена и возвращена.

Совет на успех

Работайте чаще. Делайте домашнее задание частыми небольшими частями. Сделайте несколько задач на одну ночь, несколько задач на другую. Это гарантирует, что любые идеи, которые у вас есть, останутся в вашем мозгу, помогая вам лучше понимать и запоминать вещи в долгосрочной перспективе.

Групповая работа

Ученые и инженеры работают как в группах, так и в одиночку. Социальное взаимодействие имеет решающее значение для их успеха. Большинство хороших идей рождается из обсуждений с коллегами. Этот предмет поощряет совместную командную работу. Когда вы вместе учитесь, помогайте своим партнерам, задавайте друг другу вопросы и критикуйте свои групповые домашние задания и результаты лабораторных работ. Учите друг друга! Вы можете многому научиться, обучая других.

Вы будете объединяться в группы по три человека для совместной работы.Если вас не устраивает то, как работает ваша группа, сначала попробуйте обсудить это с членами вашей группы. Если вы не можете прийти к удовлетворительному решению, обсудите проблемы со своим инструктором.

«Предыдущая | Следующая »

Механика | Физика | Колледж Амхерста

Осень 2020 г.

Введение в физику I: Механика

Включено в список: Physics and Astronomy, as PHYS-116

Ранее указано как: PHYS-16

Сайт Moodle: Курс (требуется вход в систему)

Faculty

Эшли Р.Картер (Раздел 01)
Джарретт А. Мойер (Раздел 01)

Описание

Этот курс начнется с описания движения частиц и ознакомления с законами динамики Ньютона и рядом важных законов силы. Мы будем применять эти законы к широкому кругу проблем, чтобы лучше понять законы и продемонстрировать общность структуры. Будут введены важные понятия работы, механической энергии, линейного и углового момента, и будет обсуждена объединяющая идея законов сохранения.Дополнительные темы могут включать изучение механических волн, механику жидкости и вращательную динамику. Три часа лекций и одна трехчасовая лаборатория в неделю.

Для обеспечения взаимодействия курса мы будем проводить необходимые синхронные собрания малых групп, необходимые синхронные индивидуальные встречи с инструкторами и несколько дополнительных синхронных встреч. Однако основные занятия и лабораторные занятия будут проводиться дистанционно.

Реквизит: MATH 111. Ограничено 48 студентами.Осенний семестр: Кафедра. Весенний семестр: профессор Картер и доктор Мойер.

При повышении квалификации: Предпочтение будет отдаваться студентам, которые собираются получить специальность по физике. После этого приоритет будет отдаваться трудовому стажу.

Ключевые слова
Курс лабораторных наук, количественное мышление Время и место проведения
PHYS 116 – LEC

Раздел 01
Вт 10:10 – 11:30 SCCE E110
Чт 10:10 – 11:30 SCCE E110

PHYS 116F – DIS

Раздел 01
M 14:20 – 15:10 ONLI ONLI

Раздел 02
M 15:50 – 16:40 ONLI ONLI

Раздел 03
M 17:10 – 18:00 ONLI ONLI

Раздел 04
Вт 14:40 – 15:30 ONLI ONLI

PHYS 116L – LAB

Раздел 01
F 08:50 – 09:40 ONLI ONLI

Раздел 02
F 11:20 – 12:10 ONLI ONLI

Раздел 03
F 14:20 – 15:10 ONLI ONLI

Раздел 04
F 15:50 – 16:40 ONLI ONLI

Учебники

Ниже приведены учебники, используемые в этом курсе, а также информация о ценах. и доступность в местных книжных магазинах.Указанный ценовой диапазон основан на запросах к нескольким книжным магазинам в Интернете; щелкните поле цены, чтобы просмотреть подробную информацию о ценах.

Это предварительная информация о книгах для этого курса. Пожалуйста, свяжитесь со своим инструктором или академическим координатором факультета, прежде чем покупать эти книги.

ISBN Заголовок Издатель Автор (ы) Комментарий Цена
13: 978-0-13-397820-9 Мастерская Физика Публикация Обратите внимание: если вы не уверены, что объединенная покупка Mastering Physics поступит до начала занятий, рекомендуется покупать Mastering Physics отдельно от текста, поскольку это дает вам мгновенный доступ к Ma TBD
13: 978-0-321-97361-0 14-е издание University Physics Young and Freedman Студенты могут получить комбинированное издание, которое включает в себя первый и второй тома и современную физику (ISBN-13: 978-0-321-97361-0) или они могут просто получить Том 1 (ISBN-13: 978-0-13-397804-9).Объемы аренды доступны, как и электронные версии текста. TBD
В случае переподготовки

Предпочтение будет отдаваться студентам, которые собираются получить специальность по физике. После этого приоритет будет отдаваться трудовому стажу.

Предложения
2020-21: Предлагается осенью 2020 г., весной 2021 г.
В другие годы: Предлагается осенью 2007 г., весной 2008 г., осенью 2008 г., весной 2009 г., осенью 2009 г., весной 2010 г., осенью 2010 г., весной 2011 г., осенью 2011, весна 2012, осень 2012, весна 2013, осень 2013, весна 2014, осень 2014, весна 2015, осень 2015, весна 2016, осень 2016, осень 2017, весна 2018, осень 2019, весна 2020, осень 2020, осень 2021, Весна 2022 г.

Newtonian Mechanic – обзор

I Классическая математическая физика

(i) Ньютоновская механика частиц Рассмотрим систему N частиц p i массы m i ( i = 1,…, N ) движется внутрь ℝ 3 с учетом сил, полученных из потенциальной функции U { x 1 ,…, x 3 N ).Движения этих частиц находятся как решения дифференциальной системы

(1.1.9) mix..i + ∂U∂xi = 0 (i = 1,…, 3N).

Эта система явно нелинейна, если U не является квадратичной функцией своих аргументов, а зависит от своих аргументов до некоторого более высокого порядка.

В настоящее время фундаментальной проблемой для классической механики является определение периодических движений (1.1.9) для различных разумных потенциальных функций U. Важность периодических движений заключается в их наблюдении для многих разнообразных природных явлений, управляемых уравнениями форма (1.1.9). Более того, Пуанкаре предположил, что периодические решения уравнения (1.1.9) (при подходящем ограничении U ) «плотны» во множестве всех решений. Здесь плотность означает, что для любого решения x ( t ), тогда существует периодическое решение, лишь немного отличающееся от x ( t ) для заданного промежутка времени.

Когда силы, действующие на частицы, имеют чисто гравитационную природу, закон тяготения Ньютона подразумевает

U (x1,…, xN) = ∑k

и получившаяся система (1.1.9) представляет собой основные уравнения классической огромной задачи N – тело. В небесной механике хорошо известная проблема двух тел или Кеплера может быть решена довольно явно и, следовательно, важна, поскольку многие проблемы астрономии можно рассматривать как ее возмущения. Действительно, одно из таких возмущений, известная ограниченная задача трех тел, Пуанкаре считал типичным для общих динамических систем. В качестве еще более простого примера можно записать уравнения движения, определяющие автономное возмущение ɛf ( x ) задачи Кеплера

(1.1.10) x .. + x | x | 3 + εf (x) = 0, x∈ℝN

При x = 0 член x / | x | 3 имеет особенность. Устранение присущих этому факту трудностей привело к довольно сложной теории «регуляризации», в которой анализ (1.1.10) в окрестности x = 0 избегается путем соответствующих изменений координат в (1.1.10) на неподвижная энергетическая поверхность (см. главу 6). Тогда система (1.1.10) приводится к виду

y .. + grad W (y) = 0, 12y.2 + W (y) = const.

, где W ( y ) – гладкая функция, исчезающая при y = 0 до второго порядка.

Классические методы исследования периодических решений таких нелинейных систем, как (1.1.9), часто выходят из строя из-за «резонансных» эффектов (в том числе). Этот факт породил множество новых попыток использовать топологические методы для изучения таких задач, и мы обсудим эту тему в главах 4 и 6.

(ii) Упругость Деформируемое тело B называется упругим, если это возможно. деформироваться приложением заданного класса сил к детали B , но возвращается в исходное состояние после снятия сил.Простейшая классическая формулировка упругости основана на двух предположениях: о линейном законе «напряжение-деформация» (закон Гука) и о бесконечно малых перемещениях. Эти предположения подразумевают линейные управляющие уравнения. Однако, если учесть возможные большие деформации, возникающие при сохранении закона Гука, полученные уравнения, управляющие состояниями равновесия упругого тела B , будут нелинейными. Таким образом, уравнения состояний равновесия одномерного упругого тела B (стержня) под действием сжимающих сил величиной λ, приложенных к его концам, можно записать в виде краевой задачи

(1.1.11) wss + λw (1 – ws2) 1/2 = 0, w (0) = w (1) = 0.

Здесь w – это мера горизонтального прогиба, создаваемого в B силой сжатия. Эта классическая система известна как проблема Эйлера elastica , поскольку она была полностью решена им в 1744 году. Ее двумерный аналог (обсужденный фон Карманом в 1910 году) касается деформаций, возникающих в двумерном упругом теле B произвольной формы Ω ⊂ ℝ 2 (тонкая упругая пластина), на ее границу действуют сжимающие силы величины λ.Эта задача значительно сложнее одномерного случая. Используя современные методы, описанные в дальнейшем, исследования только недавно начали давать адекватную математическую трактовку проблемы. Результирующие деформации управляются системой двух связанных дифференциальных уравнений в частных производных, так называемых уравнений фон Кармана, определенных на Ω, и могут быть записаны (после подавления определенных физических параметров)

(1.1.12) Δ2F = −12 [w, w], ε2Δ2w = [f, w],

DαF | ∂Ω = λψ0, Dαw | ∂Ω = 0,} | α | ≤1,

где Δ 2 обозначает бигармонический оператор, а

[f, g] = fxxgyy + fyygxx − 2fxygxy.

Здесь ɛ 2 – это мера толщины тонкой пластины, w представляет собой вертикальное отклонение B от его недеформированного состояния, а F представляет функцию напряжения Эйри, из которой все компоненты напряжения деформация может быть обнаружена. Хотя деформации, предсказанные из (1.1.11), могут быть явно найдены в терминах эллиптических функций, интегрирование (1.1.12), в общем, может быть понято только путем тщательного качественного анализа с использованием методов, которые будут описаны в дальнейшем. .Уравнения (1.1.12) обладают множеством тонких свойств, и мы будем использовать их в дальнейшем как конкретный нетривиальный пример наших теоретических разработок.

(iii) Идеальные несжимаемые жидкости Распределение скоростей и идеальной несжимаемой жидкости определяется (нелинейными) уравнениями движения Эйлера и уравнением неразрывности. Обозначая компоненты скорости и и , плотность жидкости ρ, а давление p , и предполагая, что на жидкость действуют силы F и , эти уравнения имеют вид

(1.1.13) ∂ui∂t + ∑juj∂ui∂xj = −1ρ∂p∂xi + Fi (i = 1,2,3)

(1.1.14) div u = 0.

Предполагая, что (i) поток является безвихревым, так что вектор скорости является градиентом потенциала скорости ζ; (ii) гравитация – единственная сила, действующая на жидкость; (iii) течение стационарное; и (iv) поток двумерный; система (1.1.13) имеет первый интеграл

(1.1.15) 12 (ζx12 + ζx22) + gx2 = const. на ∂Γ,

и (1.1.14) принимает вид

(1.1.16) Δζ = 0 на Γ.

Нелинейный аспект этой задачи двоякий. Граница ∂Γ кривой Γ неизвестна, и граничное условие, наложенное на ∂Γ, является нелинейным. Решения системы (1.1.15) – (1.1.16) имеют большое значение в теории волн на воде, предмете, известном своими многочисленными интересными локальными и глобальными нелинейными явлениями (см. Раздел 5.5).

Вихревые движения идеальной несжимаемой жидкости (изучение которой было начато Гельмгольцем в 1858 году) демонстрируют поразительные нелинейные явления. Рассмотрим, например, вихревые кольца постоянной формы, которые можно наблюдать в такой жидкости.Под вихревым кольцом мы понимаем непрерывное осесимметричное соленоидальное векторное поле q , определенное на ℝ 3 , и подмножество Σ из 3 (гомеоморфное полному тору) такое, что (принимая оси, закрепленные в Σ), оба q и Σ не меняются со временем, завихренность ω = rot q исчезает вне Σ (но не в Σ) и, кроме того, удовлетворяет уравнениям движения Эйлера (1.1.13) и соответствующему граничному условию на бесконечности. В дальнейшем (раздел 6.4) мы выведем и изучим следующее полулинейное эллиптическое уравнение в частных производных для «функции тока Стокса» ψ, связанной с q :

(1.1.17) ψrr − 1rψr + ψzz = {0in ℝ3 − Σ, −λr2f (ψ) в Σ ‘

Здесь заданная функция f управляет распределением завихренности в Σ, при этом как ψ, так и ее градиент должны быть непрерывными по всей длине граница Σ, ∂Σ. Опять же, как и в (1.1.15) – (1.1.16), уравнение (1.1.17) нелинейно в двух отношениях: как ψ, так и Σ должны определяться из него и соответствующих граничных условий. Классически были известны два крайних явных решения (1.1.17). Проблема поиска однопараметрического семейства вихревых колец, соединяющих эти крайности, требует глобальных методов и будет обсуждаться в главе 6.(См. Рис. 1.1.)

Рис. 1.1. Распределения вихревых колец в ℝ 3 , иллюстрирующие промежуточные полные торообразные вихревые кольца переменного сечения, интерполирующие между классическим сингулярным вихревым кольцом Гельмгольца и сферическим вихрем Хилла.

(iv) Вязкая несжимаемая жидкость Уравнения, описывающие распределение скоростей вязкой несжимаемой жидкости, так называемые уравнения Навье – Стокса, следующие:

(1.1.18) ∂ui∂t + ∑juj∂ui∂xj = 1ρ∂p∂xi + vΔui + Fi (i = 1,2,3),

(1.1.19) div u = 0,

и поэтому отличаются от уравнений Эйлера только добавлением членов v Δ u i . Здесь v – это мера вязкости жидкости. Если рассматриваемая жидкость занимает область Ω с границей ∂Ω, обычно добавляют однородное или неоднородное граничное условие ui | ∂Ω = gi, что в однородном случае означает, что скорость и на ∂Ω обращается в нуль. Эти уравнения описывают широкий диапазон наблюдаемых гидродинамических характеристик как для больших, так и для малых значений вязкости v. До сих пор остается открытой проблемой показать, что сложные явления турбулентности могут быть описаны на основе нелинейности этих уравнений, хотя, как мы увидим в главе 4, возникновение турбулентности через появление вторичных решений может быть строго установленным во многих случаях как феномен бифуркации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *