2.1. Механика и нейните раздели. Физически модели: материална точка (частица), абсолютно твърдо тяло (система от материални точки), непрекъсната среда
Механикатае дял от физиката, който изучава най-простата форма на движение - механично движение, причините, които предизвикват това движение и взаимодействията между телата, които възникват при това.
Механично движение- промяна във времето във взаимното положение на телата или техните части (частици) в пространството. В природата - движението на небесните тела, колебанията в земната кора, въздушните и морските течения и др. В технологията - движението на различни самолети и превозни средства, машини и механизми, деформацията на елементи от различни конструкции и конструкции, движението на течности и газове.
В съответствие с характера на задачите, които трябва да се решат, механиката се разделя на следните раздели:1) кинематика; 2) динамика; 3) статика.
Кинематикатаизучава геометричните свойства на движението и взаимодействието на телата без връзка с причините, които ги пораждат.
Динамикатаизучава движението и взаимодействията на телата заедно с причините, които определят един или друг характер на движение и взаимодействие.
Статикатаизучава равновесието на тела, системи под действието на сили.
При изучаване на различни движения и взаимодействия в класическата механика се въвеждат под внимание физически модели или научни абстракции, основните от които са:
1.Материална точка- обект с малки размери (размери, които могат да бъдат пренебрегнати в условията на тази задача), който има маса. Тази концепция е приложима, когато тялото се движи напред или когато изследваното движение може да пренебрегне въртенето на тялото около неговия център на масата;
2.Абсолютно твърдо тяло- тяло, разстоянието между които и да е две точки винаги остава непроменено. Приложимо, когато деформацията на тялото може да бъде пренебрегната;
3.Непрекъснато променлива среда. Концепцията е приложима, когатоизучаване на движението на променлива среда (деформируемо твърдо тяло, течност, газ), когато молекулярната структура на средата може да бъде пренебрегната.
При изучаване на непрекъснати среди се въвеждат такива абстракции, които отразяват при определени условия най-съществените свойства на реалните тела: идеално еластично тяло, пластично тяло, идеална течност, вискозна течност, идеален газ и др.
В съответствие с въведените научни абстракции (модели) се разграничават: а) механиката на материална точка; б) механиката на системата от материални точки; в) механика на абсолютно твърдо тяло; г) механика на непрекъснатата среда (теория на еластичността, теория на пластичността, хидродинамика, аеродинамика, газова динамика).
2.2. Пространствено-времеви отношения. Развитие на представите за свойствата на пространството и времето в механиката
Пространствоизразява реда на съществуване на обектите. Времето е последователността от събития.
За изграждането на физическа картина на света решаващо значение имат понятията пространство и време, осигуряващи идентификация и разграничаване (индивидуализация) на отделни фрагменти от материалната реалност.
Има метрични (дължина и продължителност) и топологични (измерност, непрекъснатост и свързаност, ред и посока на времето) свойства на пространството и времето.
Съвременните теории за метричните свойства на пространството и времето са: специалната теория на относителността (СТО) и общата теория на относителността (ОТО).
Изследването на топологичните свойства на пространството и времето във физиката започва през 60-70-те години на ХХ век и все още не е излязло от етапа на хипотезите.
Историческото развитие на физическите представи за пространството и времето протича в две посоки в тясна връзка с различни философски идеи.
INедин от тях се основава на идеите на Демокрит, който приписва специален вид битие на празнотата. Те намериха най-пълното физическо въплъщение в концепциите за абсолютното пространство и време на И. Нютон. Според И. Нютон абсолютното пространство и време са независими единици, които не зависят една от друга, а от намиращите се в тях материални обекти и протичащите в тях процеси.
Друга идея за пространството и времето е заложена в учението на Аристотел, която е разработена във философските трудове на G.V. Лайбниц, който тълкува пространството и времето като определени видове отношения между обекти и техните промени, които нямат независимо съществуване. Във физиката концепцията на G.V. Лайбниц е развит от А. Айнщайн в теорията на относителността.