Турбин Б.И. Теоретическая механика

ВВЕДЕНИЕ

Теоретическая механика изучает общие законы механического движения и равновесия физических тел.

В более широком смысле движение понимается как изменение вообще и, следовательно, обнимает собой все происходящие в мире явления. Таким образом, движение неотделимо от материи и является внутренне присущим свойством, атрибутом материи.

В курсе теоретической механики мы будем изучать простейшую форму движения материи, именно механическое движение, т. е. перемещение твердых тел в" пространстве и во времени.

Как и всякая естественная наука, теоретическая механика исходит из опыта, практики, наблюдения. Но познать сразу всякое явление во всем его многообразии не представляется возможным. Поэтому в наблюдаемом явлении приходится выделять наиболее существенные для него черты, отвлекаясь от менее существенных, второстепенных.

Так, при изучении механического движения нам приходится отвлекаться от рассмотрения свойств реального тела, от тех процессов, которые происходят в самом теле, и вводить в рассмотрение упрощенную форму, изучая движение так называемого абсолютно твердого тела и движение материальной точки.

Под абсолютно твердым телом мы будем понимать такое тело, которое не изменяет своей геометрической формы и, следовательно, расстояния между каждыми двумя точками которого всегда остаются неизменными. Под материальной точкой мы будем понимать геометрическую точку с массой, равной массе тела или его части. Во многих случаях можно за материальные точки принимать такие тела, размерами которых по условиям задачи можно пренебречь, что имеет место, например, при изучении движения планет солнечной системы и пр.

Основные положения теоретической механики, сформулированные Галилеем и Ньютоном, представляют обобщение результатов наблюдений и опыта людей на протяжении многих столетий.

Эти положения механики, которые будут сформулированы ниже, лосят название начал, аксиом или законов механики.

Применяя к аксиомам метод математической индукции, мы получим дальнейшие весьма ценные выводы теоретической механики.

Теоретическая механика состоит из трех разделов: статики, кинематики и динамики.

В первом разделе — статике — изучается частный случай движения, а именно — относительное равновесие тел, находящихся под действием сил. Во втором разделе — кинематике — изучается геометрическая сторона" движения, без учета тех факторов, которые влияют на это движение. И, наконец, в третьем разделе — динамике — изучаются самые общие законы перемещения тел в пространстве в связи с физическими факторами влияющими на это механическое движение.

Теоретическая механика как наука возникла в глубокой древности в связи с практической деятельностью людей. Особенно большое развитие получила механика как наука с возникновением городов, крупных построек, развитием ремесел, судоходства и военного дела.

Наряду с выдающимися зарубежными учеными, такими, как Ньютон, д'Аламбер, Лагранж, Пуансо, Герц и др., значительный вклад в развитие теоретической механики сделан также русскими и советскими учеными. К ним относятся М. В. Ломоносов, Л. Эйлер, М. В. Остроградский, П. Л. Чебышев, А. М. Ляпунов, С. В. Ковалевская, И. В. Мещерский, Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин и многие другие.

В нашей стране теоретическая механика как наука получила особенно большое развитие после Великой Октябрьской социалистической революции, когда были созданы все условия для расцвета науки и разработки широкого круга вопросов, связанных с внедрением в наше народное хозяйство передовой техники.

Яркой иллюстрацией успешного развития науки и техники в нашей стране является запуск первых искусственных спутников Земли, а также советской космической ракеты, ставшей первой искусственной планетой Солнца. Новые, величественные задачи поставил XXI съезд КПСС перед советской наукой в семилетнем плане развития народного хозяйства СССР.

Выводы теоретической механики находят широкое применение в ряде технических наук, а также при изучении специальных и общетехнических дисциплин. Теоретическая механика — одна из важнейших теоретических дисциплин, глубокое знание которой обязательно для каждого советского инженера.