Ini adalah cabang fisika yang mempelajari gerak berdasarkan hukum Newton. Mekanika klasik dibagi menjadi:
Konsep dasar mekanika klasik adalah konsep gaya, massa dan gerak. Massa dalam mekanika klasik didefinisikan sebagai ukuran inersia, atau kemampuan suatu benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak lurus yang seragam tanpa adanya gaya yang bekerja padanya. Di sisi lain, gaya yang bekerja pada tubuh mengubah keadaan geraknya, menyebabkan percepatan. Interaksi kedua efek ini merupakan tema utama mekanika Newton.
Konsep penting lainnya dari bagian fisika ini adalah energi, momentum, momentum sudut, yang dapat ditransfer antar objek dalam proses interaksi. Energi sistem mekanik terdiri dari energi kinetik (energi gerak) dan energi potensial (bergantung pada posisi tubuh relatif terhadap benda lain). Hukum kekekalan dasar berlaku untuk besaran-besaran fisis ini.
Dasar-dasar mekanika klasik diletakkan oleh Galileo, serta Copernicus dan Kepler dalam mempelajari hukum gerak benda langit, dan untuk waktu yang lama mekanika dan fisika dipertimbangkan dalam konteks peristiwa astronomi.
Dalam karyanya, Copernicus mencatat bahwa perhitungan hukum gerak benda langit dapat sangat disederhanakan jika kita menyimpang dari prinsip-prinsip yang ditetapkan oleh Aristoteles dan menganggap Matahari, dan bukan Bumi, sebagai titik awal untuk perhitungan tersebut, yaitu. melakukan transisi dari sistem geosentris ke heliosentris.
Ide-ide sistem heliosentris selanjutnya diformalkan oleh Kepler dalam tiga hukum gerak benda langitnya. Secara khusus, mengikuti hukum kedua bahwa semua planet di tata surya bergerak dalam orbit elips, dengan Matahari sebagai salah satu fokusnya.
Kontribusi penting berikutnya untuk dasar mekanika klasik dibuat oleh Galileo, yang menyelidiki hukum dasar gerak mekanik benda, khususnya di bawah pengaruh gaya gravitasi, merumuskan lima hukum gerak universal.
Tapi tetap saja, kemenangan pendiri utama mekanika klasik adalah milik Isaac Newton, yang dalam karyanya "Prinsip Matematika Filsafat Alam" mensintesis konsep-konsep itu dalam fisika gerak mekanik yang dirumuskan oleh para pendahulunya. Newton merumuskan tiga hukum dasar gerak, yang dinamai menurut namanya, serta hukum gravitasi universal, yang menarik garis di bawah penelitian Galileo tentang fenomena benda jatuh bebas. Dengan demikian, gambar baru, untuk menggantikan Aristotelian yang ketinggalan zaman, tentang dunia hukum dasarnya telah dibuat.
Mekanika klasik memberikan hasil yang akurat untuk sistem yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi mereka menjadi salah untuk sistem yang kecepatannya mendekati kecepatan cahaya, di mana ia digantikan oleh mekanika relativistik, atau untuk sistem yang sangat kecil di mana hukum mekanika kuantum berlaku. Untuk sistem yang menggabungkan kedua sifat ini, sebagai ganti mekanika klasik dengan kedua karakteristik, teori medan kuantum. Untuk sistem dengan jumlah komponen yang sangat besar, atau derajat kebebasan, mekanika klasik juga dapat memadai, tetapi metode mekanika statistik digunakan.
Mekanika klasik dipertahankan karena, pertama, lebih mudah diterapkan daripada teori lain, dan kedua, memiliki kemungkinan besar untuk aproksimasi dan aplikasi untuk kelas objek fisik yang sangat luas, mulai dari yang biasa, seperti gasing berputar. atau bola. , banyak objek astronomi (planet, galaksi) dan yang sangat mikroskopis).
Meskipun mekanika klasik secara luas kompatibel dengan "teori klasik" lainnya seperti elektrodinamika klasik dan termodinamika, ada beberapa ketidakkonsistenan antara teori-teori ini yang ditemukan pada akhir abad ke-19. Mereka dapat diselesaikan dengan metode fisika yang lebih modern. Secara khusus, elektrodinamika klasik memprediksi bahwa kecepatan cahaya adalah konstan, yang tidak sesuai dengan mekanika klasik dan mengarah pada penciptaan relativitas khusus. Prinsip-prinsip mekanika klasik dianggap bersama-sama dengan pernyataan termodinamika klasik, yang mengarah ke paradoks Gibbs, yang menurutnya tidak mungkin untuk secara akurat menentukan jumlah entropi dan bencana ultraviolet, di mana benda hitam harus memancarkan radiasi tak terbatas. jumlah energi. Untuk mengatasi inkonsistensi ini, mekanika kuantum diciptakan.
Benda yang dipelajari secara mekanik disebut sistem mekanik. Tugas mekanika adalah mempelajari sifat-sifat sistem mekanik, khususnya evolusinya dalam waktu.
Aparatus matematika dasar mekanika klasik adalah kalkulus diferensial dan integral, yang dikembangkan secara khusus untuk ini oleh Newton dan Leibniz. Dalam rumusan klasik, mekanika didasarkan pada tiga hukum Newton.
Berikut ini adalah pemaparan tentang konsep dasar mekanika klasik. Untuk kesederhanaan, kami hanya akan mempertimbangkan titik material objek, yang dimensinya dapat diabaikan. Pergerakan titik material dicirikan oleh beberapa parameter: posisinya, massa, dan gaya yang diterapkan padanya.
Pada kenyataannya, dimensi setiap objek yang berurusan dengan mekanika klasik tidak nol. Titik material, seperti elektron, mematuhi hukum mekanika kuantum. Benda berukuran bukan nol dapat mengalami gerakan yang lebih kompleks, karena keadaan internalnya dapat berubah, misalnya, bola juga dapat berputar. Namun, untuk benda seperti itu, hasil diperoleh untuk titik material, dengan menganggapnya sebagai kumpulan dari sejumlah besar titik material yang berinteraksi. Benda kompleks seperti itu berperilaku seperti titik material jika kecil pada skala masalah yang sedang dipertimbangkan.
Vektor radius dan turunannya
Posisi objek titik material ditentukan relatif terhadap titik tetap dalam ruang, yang disebut titik asal. Ini dapat diberikan oleh koordinat titik ini (misalnya, dalam sistem koordinat persegi panjang) atau dengan vektor jari-jari r, ditarik dari asal ke titik itu. Pada kenyataannya, suatu titik material dapat bergerak dari waktu ke waktu, sehingga vektor radius umumnya merupakan fungsi waktu. Dalam mekanika klasik, berbeda dengan relativistik, diyakini bahwa perjalanan waktu adalah sama di semua kerangka acuan.
Lintasan
Lintasan adalah seperangkat semua posisi titik material yang bergerak dalam kasus umum, itu adalah garis lengkung, yang bentuknya tergantung pada sifat pergerakan titik dan kerangka acuan yang dipilih.
bergerak
Perpindahan adalah vektor yang menghubungkan posisi awal dan akhir suatu titik material.
Kecepatan
Kecepatan, atau rasio gerakan terhadap waktu selama itu terjadi, didefinisikan sebagai turunan pertama dari gerakan terhadap waktu:

Dalam mekanika klasik, kecepatan dapat ditambah dan dikurangi. Misalnya, jika satu mobil bergerak ke barat dengan kecepatan 60 km / jam, dan mengejar yang lain, yang bergerak ke arah yang sama dengan kecepatan 50 km / jam, maka relatif terhadap mobil kedua, mobil pertama sedang bergerak ke barat dengan kecepatan 60-50 = 10 km / jam Tapi di masa depan, mobil cepat, bergerak perlahan dengan kecepatan 10 km / jam ke timur.
Untuk menentukan kecepatan relatif, aturan aljabar vektor untuk menyusun vektor kecepatan diterapkan.
Percepatan
Percepatan, atau laju perubahan kecepatan, adalah turunan dari kecepatan terhadap waktu, atau turunan kedua dari perpindahan ke waktu:

Vektor percepatan dapat berubah besar dan juga arahnya. Secara khusus, jika kecepatan berkurang, terkadang percepatannya adalah perlambatan, tetapi secara umum ada perubahan kecepatan.
Angkatan. hukum kedua Newton
Hukum kedua Newton menyatakan bahwa percepatan suatu titik material berbanding lurus dengan gaya yang bekerja padanya, dan vektor percepatan diarahkan sepanjang garis aksi gaya ini. Dengan kata lain, hukum ini menghubungkan gaya yang bekerja pada tubuh dengan massa dan percepatannya. Maka hukum kedua Newton terlihat seperti ini:

Nilai m v disebut momentum. Biasanya massa m tidak berubah terhadap waktu, dan hukum Newton dapat ditulis dalam bentuk yang disederhanakan

Di mana sebuah percepatan seperti yang dijelaskan di atas. Massa tubuh m Tidak selalu dari waktu ke waktu. Misalnya, massa roket berkurang saat bahan bakar habis. Dalam keadaan seperti itu, ekspresi yang terakhir tidak berlaku, dan bentuk lengkap dari hukum kedua Newton harus digunakan.
Hukum kedua Newton tidak cukup untuk menggambarkan gerakan partikel. Ini membutuhkan definisi gaya yang bekerja padanya. Misalnya, ekspresi khas untuk gaya gesekan ketika benda bergerak dalam gas atau cairan didefinisikan sebagai berikut:

Di mana? beberapa konstanta yang disebut koefisien gesekan.
Setelah semua gaya ditentukan, berdasarkan hukum kedua Newton, kita memperoleh persamaan diferensial yang disebut persamaan gerak. Dalam contoh kita dengan hanya satu gaya yang bekerja pada partikel, kita mendapatkan:

Setelah diintegrasikan, kita mendapatkan:

Di mana kecepatan awal. Ini berarti bahwa kecepatan objek kita berkurang secara eksponensial ke nol. Ekspresi ini, pada gilirannya, dapat diintegrasikan lagi untuk mendapatkan ekspresi untuk vektor jari-jari r benda sebagai fungsi waktu.
Jika beberapa gaya bekerja pada sebuah partikel, maka mereka ditambahkan sesuai dengan aturan penambahan vektor.
Energi
Jika kekuatan F bekerja pada partikel, yang sebagai akibat dari ini bergerak ke? r, maka usaha yang dilakukan sama dengan:

Jika massa partikel telah menjadi, maka mendambakan pekerjaan yang dilakukan oleh semua gaya, dari hukum kedua Newton

Di mana T energi kinetik. Untuk titik material didefinisikan sebagai

Untuk objek kompleks dari banyak partikel, energi kinetik benda sama dengan jumlah energi kinetik semua partikel.
Kelas khusus gaya konservatif dapat dinyatakan dengan gradien fungsi skalar yang dikenal sebagai energi potensial V:

Jika semua gaya yang bekerja pada sebuah partikel adalah konservatif, dan V energi potensial total yang diperoleh dengan menjumlahkan energi potensial semua gaya, maka
Itu. energi total E=T+V disimpan dalam waktu. Ini adalah manifestasi dari salah satu hukum fisika dasar kekekalan. Dalam mekanika klasik, ini dapat berguna dalam praktik, karena banyak jenis gaya di alam bersifat konservatif.
Hukum Newton memiliki beberapa implikasi penting untuk padatan (lihat momentum sudut)
Ada juga dua alternatif formulasi penting dari mekanika klasik: mekanika Lagrange dan mekanika Hamiltonian. Mereka setara dengan mekanika Newton, tetapi terkadang berguna untuk menganalisis masalah tertentu. Mereka, seperti formulasi modern lainnya, tidak menggunakan konsep gaya, melainkan mengacu pada besaran fisika lain seperti energi.

Mekanika adalah cabang fisika yang mempelajari bentuk paling sederhana dari gerak materi - gerakan mekanis, yang terdiri dari mengubah posisi tubuh atau bagian-bagiannya dari waktu ke waktu. Fakta bahwa fenomena mekanik terjadi dalam ruang dan waktu tercermin dalam hukum mekanika apa pun yang secara eksplisit atau implisit mengandung hubungan ruang-waktu - jarak dan interval waktu.

Mekanika mengatur dirinya sendiri dua tugas utama:

studi tentang berbagai gerakan dan generalisasi hasil yang diperoleh dalam bentuk hukum dengan bantuan yang sifat gerakan dalam setiap kasus tertentu dapat diprediksi. Pemecahan masalah ini menyebabkan pendirian oleh I. Newton dan A. Einstein tentang apa yang disebut hukum dinamis;

mencari sifat-sifat umum yang melekat dalam sistem mekanis apa pun dalam proses pergerakannya. Sebagai hasil dari pemecahan masalah ini, hukum kekekalan besaran fundamental seperti energi, momentum, dan momentum sudut ditemukan.

Hukum dinamis dan hukum kekekalan energi, momentum dan momentum sudut adalah hukum dasar mekanika dan merupakan isi bab ini.

§satu. Gerakan mekanis: konsep dasar

Mekanika klasik terdiri dari tiga bagian utama - statika, kinematika dan dinamika. Dalam statika, hukum penambahan gaya dan kondisi keseimbangan benda dipertimbangkan. Dalam kinematika, deskripsi matematis dari semua jenis gerak mekanis diberikan, terlepas dari alasan yang menyebabkannya. Dalam dinamika, pengaruh interaksi antara benda pada gerakan mekanisnya dipelajari.

Dalam praktiknya, semuanya masalah fisik diselesaikan kira-kira: gerakan kompleks yang nyata dianggap sebagai satu set gerakan sederhana, objek nyata digantikan oleh model ideal objek ini, dll. Misalnya, ketika mempertimbangkan gerakan Bumi mengelilingi Matahari, seseorang dapat mengabaikan ukuran Bumi. Dalam hal ini, deskripsi gerakan sangat disederhanakan - posisi Bumi di ruang angkasa dapat ditentukan oleh satu titik. Di antara model-model mekanika, yang menentukan adalah titik material dan tubuh yang benar-benar kaku.

Titik material (atau partikel) adalah benda, yang bentuk dan dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah ini. Setiap tubuh secara mental dapat dibagi menjadi sejumlah besar bagian, sangat kecil dibandingkan dengan ukuran seluruh tubuh. Masing-masing bagian ini dapat dianggap sebagai titik material, dan tubuh itu sendiri - sebagai sistem titik material.

Jika deformasi tubuh selama interaksinya dengan tubuh lain dapat diabaikan, maka itu dijelaskan oleh model tubuh yang benar-benar kaku.

Tubuh yang benar-benar kaku (atau tubuh kaku) adalah tubuh, jarak antara dua titik yang tidak berubah dalam proses gerak. Dengan kata lain, ini adalah tubuh, yang bentuk dan dimensinya tidak berubah selama gerakannya. Tubuh yang benar-benar kaku dapat dianggap sebagai sistem titik-titik material yang saling berhubungan secara kaku.

Posisi suatu benda dalam ruang hanya dapat ditentukan dalam hubungannya dengan beberapa benda lain. Misalnya, masuk akal untuk berbicara tentang posisi planet dalam hubungannya dengan Matahari, pesawat terbang atau kapal dalam hubungannya dengan Bumi, tetapi seseorang tidak dapat menunjukkan posisinya di luar angkasa tanpa memperhatikan benda tertentu. Benda yang benar-benar kaku, yang berfungsi untuk menentukan posisi objek yang menarik bagi kita, disebut benda referensi. Untuk menggambarkan pergerakan suatu objek, badan referensi dikaitkan dengan sistem koordinat apa pun, misalnya, sistem koordinat Cartesian persegi panjang. Koordinat suatu objek memungkinkan Anda untuk mengatur posisinya di ruang angkasa. Jumlah terkecil koordinat independen yang harus ditetapkan untuk sepenuhnya menentukan posisi benda di ruang angkasa disebut jumlah derajat kebebasan. Misalnya, sebuah titik material yang bergerak bebas di ruang angkasa memiliki tiga derajat kebebasan: sebuah titik dapat membuat tiga gerakan independen di sepanjang sumbu sistem koordinat persegi panjang Cartesian. Benda yang benar-benar kaku memiliki enam derajat kebebasan: untuk menentukan posisinya dalam ruang, tiga derajat kebebasan diperlukan untuk menggambarkan gerak translasi sepanjang sumbu koordinat dan tiga derajat untuk menggambarkan rotasi pada sumbu yang sama. Sistem koordinat dilengkapi dengan jam untuk menjaga waktu.

Himpunan badan referensi, sistem koordinat yang terkait dengannya dan himpunan jam yang disinkronkan satu sama lain membentuk kerangka referensi.

Mekanika- ini adalah bagian dari fisika yang mempelajari hukum gerakan mekanis dan alasan yang menyebabkan atau mengubah gerakan ini.

Mekanika, pada gilirannya, dibagi menjadi kinematika, dinamika dan statika.

gerakan mekanis- ini adalah perubahan posisi relatif tubuh atau bagian tubuh dari waktu ke waktu.

Bobot adalah kuantitas fisik skalar yang secara kuantitatif mencirikan sifat inert dan gravitasi materi.

kelembaman- ini adalah keinginan tubuh untuk mempertahankan keadaan istirahat atau gerakan bujursangkar yang seragam.

massa inersia mencirikan kemampuan benda untuk menolak perubahan keadaannya (istirahat atau gerak), misalnya, dalam hukum kedua Newton

massa gravitasi mencirikan kemampuan tubuh untuk menciptakan medan gravitasi, yang dicirikan oleh besaran vektor yang disebut tegangan. Intensitas medan gravitasi suatu massa titik sama dengan:

Massa gravitasi mencirikan kemampuan tubuh untuk berinteraksi dengan medan gravitasi:

P prinsip kesetaraan gravitasi dan massa inersia: setiap massa adalah inersia dan gravitasi pada waktu yang sama.

Massa tubuh tergantung pada kepadatan zat dan ukuran tubuh (volume tubuh V):

Konsep massa tidak identik dengan konsep berat dan gravitasi. Itu tidak tergantung pada medan gravitasi dan percepatan.

Momen inersia adalah kuantitas fisik tensor yang secara kuantitatif mencirikan inersia benda padat, yang memanifestasikan dirinya dalam gerakan rotasi.

Saat menggambarkan gerakan rotasi, tidak cukup untuk menentukan massa. Inersia suatu benda dalam gerak rotasi tidak hanya bergantung pada massa, tetapi juga pada distribusinya relatif terhadap sumbu rotasi.

1. Momen inersia suatu titik material

di mana m adalah massa titik material; r adalah jarak dari titik ke sumbu rotasi.

2. Momen inersia sistem titik material

3. Momen inersia benda tegar sempurna

Memaksa- ini adalah kuantitas fisik vektor, yang merupakan ukuran dampak mekanis pada tubuh dari benda atau bidang lain, sebagai akibatnya tubuh memperoleh akselerasi atau deformasi (mengubah bentuk atau ukurannya).

Mekanika menggunakan berbagai model untuk menggambarkan gerak mekanik.

Poin materi(m.t.) adalah benda dengan massa, yang dimensinya dapat diabaikan dalam masalah ini.

Tubuh yang benar-benar kaku(a.t.t.) adalah benda yang tidak berubah bentuk selama proses gerakan, yaitu jarak antara dua titik mana pun dalam proses gerakan tetap tidak berubah.
2. Hukum gerak.

• 
  Hukum Pertama n newton : setiap titik material (benda) mempertahankan keadaan diam atau gerak lurus seragam sampai tumbukan dari benda lain membuatnya mengubah keadaan ini.

Kerangka acuan tersebut, dalam kaitannya dengan pemenuhan hukum pertama Newton, disebut kerangka acuan inersia (ISR). Oleh karena itu, hukum pertama Newton menegaskan adanya IFR.

• 
  hukum kedua Newton (hukum utama dinamika gerak translasi): laju perubahan momentum suatu titik material (benda) sama dengan jumlah gaya yang bekerja padanya

• 
  hukum ketiga Newton : setiap tindakan titik material (benda) satu sama lain memiliki karakter interaksi; gaya yang dengannya titik-titik material bekerja satu sama lain selalu sama dalam nilai absolut, berlawanan arah dan bekerja sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik ini

,

di sini adalah gaya yang bekerja pada titik material pertama dari yang kedua; - gaya yang bekerja pada titik material kedua dari sisi material pertama. Gaya-gaya ini diterapkan pada titik material (benda) yang berbeda, selalu bekerja berpasangan dan merupakan gaya yang sifatnya sama.

,

di sini adalah konstanta gravitasi. .

Hukum kekekalan dalam mekanika klasik.

Hukum kekekalan dipenuhi dalam sistem tertutup dari benda-benda yang berinteraksi.

Suatu sistem disebut tertutup jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem tersebut.

Detak - kuantitas fisik vektor yang secara kuantitatif mencirikan stok gerak translasi:

Hukum kekekalan momentum sistem poin material(m.t.): dalam sistem tertutup, m.t. momentum total adalah kekal

di mana kecepatan titik material ke-i sebelum interaksi; adalah kecepatannya setelah interaksi.

momentum sudut adalah besaran vektor fisik yang secara kuantitatif mencirikan cadangan gerak rotasi.

adalah momentum titik material, adalah vektor jari-jari titik material.
Hukum kekekalan momentum sudut : dalam sistem tertutup, momentum sudut total kekal:

Besaran fisika yang mencirikan kemampuan suatu benda atau sistem benda untuk melakukan kerja disebut energi.

Energi adalah besaran fisis skalar, yang merupakan karakteristik paling umum dari keadaan sistem.

Keadaan sistem ditentukan oleh pergerakan dan konfigurasinya, yaitu oleh pengaturan bersama bagian-bagiannya. Gerak sistem dicirikan oleh energi kinetik K, dan konfigurasi (berada dalam medan gaya potensial) dicirikan oleh energi potensial U.

energi total didefinisikan sebagai jumlah:

E = K + U + E int,

di mana E ext adalah energi internal tubuh.

Energi kinetik dan energi potensial dijumlahkan menjadi energi mekanik .

rumus Einstein(hubungan energi dan massa):

Dalam kerangka referensi yang terkait dengan pusat massa sistem m.t., m \u003d m 0 adalah massa diam, dan E \u003d E 0 \u003d m 0. c 2 - energi istirahat.

Energi dalam ditentukan dalam kerangka acuan yang terkait dengan tubuh itu sendiri, yaitu energi internal pada saat yang sama adalah energi istirahat.

Energi kinetik adalah energi gerakan mekanis suatu benda atau sistem benda. Energi kinetik relativistik ditentukan oleh rumus

Pada kecepatan rendah v
.

Energi potensial adalah besaran fisis skalar yang mencirikan interaksi benda dengan benda lain atau dengan medan.

Contoh:

energi potensial interaksi elastis

;

• 
  energi potensial interaksi gravitasi massa titik

;

Hukum kekekalan energi : energi total sistem tertutup titik material adalah kekal

Dengan tidak adanya disipasi (hamburan) energi, baik energi total maupun energi mekanik akan kekal. Dalam sistem disipatif, energi total kekal, sedangkan energi mekanik tidak kekal.

2. Konsep dasar elektrodinamika klasik.

Sumber medan elektromagnetik adalah muatan listrik.

Muatan listrik adalah properti dari beberapa partikel dasar untuk masuk ke dalam interaksi elektromagnetik.

Sifat muatan listrik :

1. Muatan listrik bisa positif dan negatif (umumnya diterima bahwa proton bermuatan positif, dan elektron bermuatan negatif).

2. Muatan listrik terkuantisasi. Kuantum muatan listrik adalah muatan listrik dasar (е = 1,610 –19 C). Dalam keadaan bebas, semua muatan adalah kelipatan bilangan bulat muatan listrik dasar:

3. Hukum kekekalan muatan: muatan listrik total sistem tertutup dipertahankan dalam semua proses yang melibatkan partikel bermuatan:

q 1 + q 2 +...+ q N = q 1 * + q 2 * +...+ q N * .

4. invarian relativistik: nilai muatan total sistem tidak bergantung pada gerakan pembawa muatan (muatan partikel yang bergerak dan yang diam adalah sama). Dengan kata lain, di semua ISO, muatan partikel atau benda apa pun adalah sama.

Deskripsi medan elektromagnetik.

Muatan berinteraksi satu sama lain (Gbr. 1). Besarnya gaya yang saling tolak menolak muatan-muatan bertanda sama, dan muatan-muatan bertanda berlawanan saling tarik-menarik, ditentukan dengan menggunakan hukum Coulomb yang ditetapkan secara empiris:

Di sini, adalah konstanta listrik.

Gambar 1

Dan bagaimana mekanisme interaksi benda bermuatan? Seseorang dapat mengajukan hipotesis berikut: benda dengan muatan listrik menghasilkan medan elektromagnetik. Pada gilirannya, medan elektromagnetik bekerja pada benda bermuatan lain yang berada di medan ini. Sebuah objek material baru muncul – medan elektromagnetik.

Pengalaman menunjukkan bahwa dalam medan elektromagnetik apa pun, gaya bekerja pada muatan stasioner, yang besarnya hanya bergantung pada besarnya muatan (besarnya gaya sebanding dengan besarnya muatan) dan posisinya di medan. Di setiap titik medan dimungkinkan untuk menetapkan vektor tertentu , yang merupakan koefisien proporsionalitas antara gaya yang bekerja pada muatan tetap di dalam medan dan muatan tersebut . Kemudian gaya yang digunakan medan pada muatan tetap dapat ditentukan dengan rumus:

Gaya yang bekerja dari sisi medan elektromagnetik pada muatan tetap disebut gaya listrik. Besaran vektor yang mencirikan keadaan medan yang menyebabkan aksi disebut kuat listrik medan elektromagnetik.

Eksperimen lebih lanjut dengan muatan menunjukkan bahwa vektor tidak sepenuhnya mencirikan medan elektromagnetik. Jika muatan mulai bergerak, maka muncul gaya tambahan, yang besar dan arahnya sama sekali tidak berhubungan dengan besar dan arah vektor. Gaya tambahan yang terjadi ketika muatan bergerak dalam medan elektromagnetik disebut gaya magnet. Pengalaman menunjukkan bahwa gaya magnet bergantung pada muatan dan pada besar dan arah vektor kecepatan. Jika kita memindahkan muatan percobaan melalui titik tertentu di medan dengan kecepatan yang sama, tetapi dalam arah yang berbeda, maka gaya magnet akan berbeda setiap kali. Namun, selalu. Analisis lebih lanjut dari fakta eksperimental memungkinkan untuk menetapkan bahwa untuk setiap titik medan elektromagnetik ada satu arah MN (Gbr. 2), yang memiliki sifat-sifat berikut:

Gbr.2

Jika vektor tertentu diarahkan sepanjang arah MN, yang memiliki arti koefisien proporsionalitas antara gaya magnet dan produk, maka pengaturan , dan secara unik mencirikan keadaan medan yang menyebabkan munculnya . Vektor itu disebut vektor induksi elektromagnetik. Sejak dan , maka

Dalam medan elektromagnetik, gaya Lorentz elektromagnetik bekerja pada muatan yang bergerak dengan kecepatan q (Gbr. 3):

.
Vektor dan , yaitu, enam angka , adalah komponen yang sama dari medan elektromagnetik tunggal (komponen tensor medan elektromagnetik). Dalam kasus tertentu, ternyata semua atau semua ; maka medan elektromagnetik direduksi menjadi medan listrik atau magnet.

Eksperimen tersebut mengkonfirmasi kebenaran dari model medan elektromagnetik dua vektor yang dibangun. Dalam model ini, setiap titik medan elektromagnetik diberikan sepasang vektor dan . Model yang kita buat adalah model medan kontinu, karena fungsi dan deskripsi medan adalah fungsi kontinu dari koordinat.

Teori fenomena elektromagnetik menggunakan model medan kontinu disebut klasik.

Pada kenyataannya, medan, seperti halnya materi, adalah diskrit. Tapi ini mulai mempengaruhi hanya pada jarak yang sebanding dengan ukuran partikel elementer. Diskrititas medan elektromagnetik diperhitungkan dalam teori kuantum.

Prinsip superposisi.

Medan biasanya digambarkan menggunakan garis gaya.

garis paksa adalah garis, garis singgung yang pada setiap titik berimpit dengan vektor kekuatan medan.

D
Untuk muatan titik tak bergerak, pola garis gaya medan elektrostatik ditunjukkan pada gambar. 6.

Vektor intensitas medan elektrostatik yang diciptakan oleh muatan titik ditentukan oleh rumus (Gbr. 7 a dan b) garis medan magnet dibangun sehingga pada setiap titik garis gaya vektor diarahkan secara tangensial ke garis ini. Garis-garis gaya medan magnet tertutup (Gbr. 8). Hal ini menunjukkan bahwa medan magnet adalah medan pusaran.

Beras. delapan

Dan jika medan tidak menghasilkan satu, tetapi beberapa muatan titik? Apakah muatan mempengaruhi satu sama lain, atau apakah masing-masing muatan sistem berkontribusi pada medan yang dihasilkan secara independen dari yang lain? Akankah medan elektromagnetik yang diciptakan oleh muatan ke-i tanpa adanya muatan lain akan sama dengan medan yang diciptakan oleh muatan ke-i dengan adanya muatan lain?

Prinsip superposisi : medan elektromagnetik dari sistem muatan yang berubah-ubah adalah hasil dari penambahan medan yang akan dibuat oleh masing-masing muatan dasar sistem ini tanpa adanya muatan lainnya:

dan .
Hukum medan elektromagnetik

Hukum medan elektromagnetik dirumuskan sebagai sistem persamaan Maxwell.

Pertama

Ini mengikuti dari persamaan pertama Maxwell bahwa medan elektrostatik - potensial (konvergen atau divergen) dan sumbernya adalah muatan listrik yang tidak bergerak.

Kedua Persamaan Maxwell untuk medan magnetostatik:

Ini mengikuti dari persamaan kedua Maxwell bahwa medan magnetostatik adalah pusaran non-potensial dan tidak memiliki sumber titik.

Ketiga Persamaan Maxwell untuk medan elektrostatik:

Ini mengikuti dari persamaan ketiga Maxwell bahwa medan elektrostatik tidak vortex.

Dalam elektrodinamika (untuk medan elektromagnetik variabel), persamaan ketiga Maxwell adalah:

yaitu medan listrik tidak potensial (bukan Coulomb), tetapi pusaran dan dibuat oleh fluks variabel dari vektor induksi medan magnet.

Keempat Persamaan Maxwell untuk medan magnetostatik

Ini mengikuti dari persamaan Maxwell keempat dalam magnetostatika bahwa medan magnet adalah pusaran dan diciptakan oleh arus listrik langsung atau muatan bergerak. Arah puntir garis medan magnet ditentukan oleh aturan ulir kanan (Gbr. 9).

R
Gbr.9

Dalam elektrodinamika, persamaan keempat Maxwell adalah:

Istilah pertama dalam persamaan ini adalah arus konduksi I yang terkait dengan pergerakan muatan dan menciptakan medan magnet.

Suku kedua dalam persamaan ini adalah "arus perpindahan dalam ruang hampa", yaitu, fluks variabel dari vektor kuat medan listrik.

Ketentuan utama dan kesimpulan dari teori Maxwell adalah sebagai berikut.

Perubahan waktu medan listrik menyebabkan munculnya medan magnet dan sebaliknya. Oleh karena itu, ada gelombang elektromagnetik.

Perpindahan energi elektromagnetik terjadi pada kecepatan yang terbatas . Kecepatan transmisi gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya. Dari sini diikuti identitas dasar fenomena elektromagnetik dan optik.

B E D E N I E

Fisika adalah ilmu alam yang mempelajari sifat paling umum dari dunia material, bentuk paling umum dari gerak materi, yang mendasari semua fenomena alam. Fisika menetapkan hukum yang mengatur fenomena ini.

Fisika juga mempelajari sifat dan struktur benda material dan menunjukkan cara penerapan praktis hukum fisika dalam teknologi.

Sesuai dengan berbagai bentuk materi dan gerakannya, fisika dibagi menjadi beberapa bagian: mekanika, termodinamika, elektrodinamika, fisika osilasi dan gelombang, optik, fisika atom, nukleus, dan partikel elementer.

Di persimpangan fisika dan ilmu alam lainnya, ilmu-ilmu baru muncul: astrofisika, biofisika, geofisika, kimia fisik, dll.

Fisika adalah dasar teori teknologi. Perkembangan fisika menjadi dasar untuk penciptaan cabang-cabang teknologi baru seperti teknologi ruang angkasa, teknologi nuklir, elektronika kuantum, dll. Pada gilirannya, perkembangan ilmu-ilmu teknis berkontribusi pada penciptaan metode penelitian fisik yang sama sekali baru yang menentukan kemajuan fisika dan ilmu-ilmu terkait.

LANDASAN FISIKA MEKANIKA KLASIK

Saya. Mekanika. Konsep umum

Mekanika adalah cabang fisika yang mempertimbangkan bentuk gerak materi yang paling sederhana - gerak mekanis.

Gerakan mekanis dipahami sebagai perubahan posisi tubuh yang dipelajari dalam ruang dari waktu ke waktu relatif terhadap tujuan tertentu atau sistem tubuh yang secara kondisional dianggap tidak bergerak. Sistem benda seperti itu, bersama dengan jam, di mana setiap proses periodik dapat dipilih, disebut sistem referensi(JADI.). JADI. sering dipilih karena alasan kenyamanan.

Untuk deskripsi matematis gerak dengan S.O. mereka mengasosiasikan sistem koordinat, sering persegi panjang.

Benda paling sederhana dalam mekanika adalah titik material. Ini adalah tubuh yang dimensinya dapat diabaikan di bawah kondisi tugas yang diberikan.

Setiap benda yang dimensinya tidak dapat diabaikan dianggap sebagai sistem titik material.

Mekanika dibagi menjadi kinematika, yang berkaitan dengan deskripsi geometrik gerak tanpa mempelajari penyebabnya, dinamika, yang mempelajari hukum gerak benda di bawah aksi gaya, dan statika, yang mempelajari kondisi keseimbangan benda.

2. Kinematika titik

Kinematika mempelajari pergerakan ruang-waktu tubuh. Ini beroperasi dengan konsep-konsep seperti perpindahan, jalur, waktu t, kecepatan, percepatan.

Garis yang digambarkan oleh suatu titik material selama pergerakannya disebut lintasan. Menurut bentuk lintasan gerakannya, mereka dibagi menjadi bujursangkar dan lengkung. vektor , menghubungkan titik awal I dan akhir 2 disebut perpindahan (Gbr. I.I).

Setiap momen waktu t memiliki vektor radiusnya sendiri:

Dengan demikian, pergerakan suatu titik dapat digambarkan dengan fungsi vektor.

yang kita definisikan vektor cara untuk menentukan gerakan, atau tiga fungsi skalar

x= x(t); kamu= kamu(t); z= z(t) , (1.2)

yang disebut persamaan kinematik. Mereka menentukan tugas gerakan koordinat jalan.

Pergerakan titik juga akan ditentukan jika untuk setiap momen waktu posisi titik pada lintasan diatur, mis. kecanduan

Ini menentukan tugas gerakan alami jalan.

Masing-masing rumus tersebut adalah hukum gerakan titik.

3. Kecepatan

Jika momen waktu t 1 sesuai dengan vektor jari - jari , dan , maka untuk selang waktu benda akan menerima perpindahan . Pada kasus ini kecepatan rata-rata untuk t mereka menyebut nilai

yang, dalam kaitannya dengan lintasan, adalah garis potong yang melalui titik I dan 2. kecepatan pada waktu t disebut vektor

Dari definisi ini dapat disimpulkan bahwa kecepatan pada setiap titik lintasan diarahkan secara tangensial padanya. Dari (1.5) maka proyeksi dan modulus vektor kecepatan ditentukan oleh ekspresi:

Jika hukum gerak (1.3) diberikan, maka modulus vektor kecepatan ditentukan sebagai berikut:

Dengan demikian, mengetahui hukum gerak (I.I), (1.2), (1.3), seseorang dapat menghitung vektor dan modul dari dokter kecepatan, dan, sebaliknya, mengetahui kecepatan dari rumus (1.6), (1.7), satu dapat menghitung koordinat dan jalur.

4. Percepatan

Dengan gerakan sewenang-wenang, vektor kecepatan berubah terus menerus. Nilai yang mencirikan laju perubahan vektor kecepatan disebut percepatan.

Jika di. momen waktu t 1 adalah kecepatan titik, dan pada t 2 - , maka kenaikan kecepatan akan menjadi (Gbr. 1.2). Percepatan rata-rata pada waktu yang sama

tapi instan

Untuk modul proyeksi dan akselerasi kita memiliki: , (1.10)

Jika cara gerak alami diberikan, maka percepatan dapat ditentukan dengan cara ini. Kecepatan bervariasi dalam besaran dan arah, peningkatan kecepatan didekomposisi menjadi dua nilai; - diarahkan sepanjang (kenaikan kecepatan dalam besaran) dan - diarahkan tegak lurus (kenaikan kecepatan dalam arah), mis. = + (Gbr.I.3). Dari (1.9) kita peroleh:

Percepatan tangensial (tangensial) mencirikan laju perubahan besaran (1.13)

normal (percepatan sentripetal) mencirikan kecepatan perubahan arah. Menghitung sebuah n mempertimbangkan

OMN dan MPQ dalam kondisi pergerakan kecil titik di sepanjang lintasan. Dari kesamaan segitiga ini kita menemukan PQ:MP=MN:OM:

Percepatan total dalam hal ini ditentukan sebagai berikut:

5. Contoh

I. Gerak bujursangkar variabel yang sama. Ini adalah gerakan dengan percepatan konstan() . Dari (1.8) kita menemukan

atau dimana v 0 - kecepatan pada waktu t 0 . Asumsi t 0 = 0, kita temukan , dan jarak yang ditempuh S dari rumus (I.7):

di mana S 0 adalah konstanta yang ditentukan dari kondisi awal.

2. Gerakan seragam dalam lingkaran. Dalam hal ini, kecepatan hanya berubah dalam arah, yaitu percepatan sentripetal.

I. Konsep dasar

Pergerakan benda-benda di ruang angkasa adalah hasil dari interaksi mekanis mereka satu sama lain, sebagai akibatnya ada perubahan dalam pergerakan benda atau deformasi mereka. Sebagai mara interaksi mekanis dalam dinamika, kuantitas diperkenalkan - gaya. Untuk benda tertentu, gaya adalah faktor eksternal, dan sifat gerakan juga tergantung pada sifat benda itu sendiri - kepatuhan terhadap pengaruh eksternal yang diberikan padanya atau tingkat inersia benda. Ukuran kelembaman suatu benda adalah massanya. t tergantung pada jumlah materi dalam tubuh.

Dengan demikian, konsep dasar mekanika adalah: materi yang bergerak, ruang dan waktu sebagai bentuk keberadaan materi yang bergerak, massa sebagai ukuran kelembaman benda, gaya sebagai ukuran interaksi mekanis antar benda.Hubungan antara konsep-konsep ini ditentukan oleh hukum! gerakan yang dirumuskan oleh Newton sebagai generalisasi dan penyempurnaan fakta eksperimental.

2. Hukum mekanika

hukum pertama. Setiap benda mempertahankan keadaan istirahat atau gerak lurus yang seragam, sementara pengaruh eksternal tidak mengubah keadaan ini. Hukum pertama berisi hukum inersia, serta definisi gaya sebagai penyebab yang melanggar keadaan inersia tubuh. Untuk mengungkapkannya secara matematis, Newton memperkenalkan konsep momentum atau momentum suatu benda:

lalu jika

hukum ke-2. Perubahan momentum sebanding dengan gaya yang diberikan dan terjadi dalam arah gaya ini. Memilih unit pengukuran m dan agar koefisien proporsionalitas sama dengan satu, kita peroleh

Jika sambil bergerak m= konstan , kemudian

Dalam hal ini, hukum ke-2 dirumuskan sebagai berikut: gaya sama dengan produk massa tubuh dan percepatannya. Hukum ini adalah hukum dasar dinamika dan memungkinkan kita untuk menemukan hukum gerak benda dari gaya dan kondisi awal yang diberikan. hukum ke-3. Gaya dengan mana dua benda bekerja satu sama lain adalah sama dan diarahkan ke arah yang berlawanan, yaitu, (2.4)

Hukum Newton memperoleh arti tertentu setelah gaya tertentu yang bekerja pada tubuh ditunjukkan. Misalnya, sering kali dalam mekanika, pergerakan benda disebabkan oleh aksi gaya-gaya seperti: gaya gravitasi, di mana r adalah jarak antara benda, adalah konstanta gravitasi; gravitasi - gaya gravitasi di dekat permukaan bumi, P= mg; gaya gesekan, dimana k dasar klasik mekanika adalah hukum Newton. studi kinematika...

Dasar-dasar kuantum mekanika dan pentingnya bagi kimia

Abstrak >> Kimia

Dengan interaksi elektromagnetik itulah keberadaan dan fisik sifat-sifat sistem atom-molekul, - lemah ... - bagian awal itu klasik teori ( mekanika dan termodinamika), pada dasar upaya apa yang dilakukan untuk menafsirkan ...

Penerapan konsep klasik mekanika dan termodinamika

Tes kerja >> Fisika

Mendasar fisik teori, yang memiliki status tinggi dalam fisika modern, adalah klasik Mekanika, dasar-dasar... . hukum klasik mekanika dan metode analisis matematis menunjukkan keefektifannya. Fisik percobaan...

Gagasan utama kuantum mekanika

Abstrak >> Fisika

terletak di dasar deskripsi mekanika kuantum dari sistem mikro, mirip dengan persamaan Hamilton di klasik mekanika. Dalam... gagasan kuantum mekanika intinya sebagai berikut: all fisik kuantitas klasik mekanika dalam kuantum mekanika cocok dengan "mereka"...

100 r bonus pesanan pertama

Pilih jenis pekerjaan Tugas kelulusan Karya tulis Abstrak Tesis master Laporan praktik Artikel Laporan Review Tes monografi Pemecahan masalah Rencana bisnis Jawaban atas pertanyaan Karya kreatif Gambar Esai Komposisi Terjemahan Presentasi Mengetik Lainnya Meningkatkan keunikan teks Tesis kandidat Pekerjaan laboratorium Help on- garis

Minta harga

Mekanika klasik (Newtonian) mempelajari gerak benda-benda material dengan kecepatan yang jauh lebih kecil daripada kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

Awal mula terbentuknya mekanika klasik dikaitkan dengan nama orang Italia. ilmuwan Galileo Galilei (1564-1642). Untuk pertama kalinya, ia pindah dari pertimbangan alam-filosofis fenomena alam ke ilmiah-teoretis.

Dasar-dasar fisika klasik diletakkan oleh karya-karya Galileo, Kepler, Descartes, dan bangunan ilmu ini dibangun oleh karya-karya Newton.

Galileo

1. menetapkan prinsip dasar mekanika klasik - prinsip inersia

Gerakan adalah keadaan alami tubuh yang benar dan mendasar, sedangkan gesekan dan aksi kekuatan eksternal lainnya dapat mengubah dan bahkan menghentikan gerakan tubuh.

2. merumuskan prinsip dasar mekanika klasik lainnya - prinsip relativitas - Persamaan semua IFR.

Menurut prinsip ini, di dalam sistem yang bergerak seragam, semua proses mekanis terjadi seolah-olah sistem itu diam.

3. Prinsip relativitas gerak menetapkan aturan untuk transisi dari satu IFR ke IFR lainnya.

Aturan-aturan ini disebut transformasi Galilean dan terdiri dari memproyeksikan satu IFR ke IFR lainnya.

Transformasi Galilea memaksakan persyaratan tertentu pada perumusan hukum gerak mekanik: hukum-hukum ini harus dirumuskan sedemikian rupa sehingga mereka tetap invarian dalam setiap IFR.

Biarkan beberapa benda A ditugaskan ke sistem Cartesian, yang koordinatnya dilambangkan dengan x, y, z, dan kita perlu menentukan parameter benda dalam sistem koordinat paralel dengan goresan (xl, yl, zl). Untuk mempermudah, kita akan menentukan parameter satu titik tubuh, dan kita akan menggabungkan sumbu koordinat x1 dengan sumbu x. Kami juga mengasumsikan bahwa sistem koordinat dengan pukulan dalam keadaan diam, dan tanpa stroke, ia bergerak secara seragam dan lurus. Maka aturan transformasi Galilea memiliki bentuk

4. rumusan hukum jatuh bebas (jalur benda jatuh bebas sebanding dengan percepatan sebesar 9,81 m/s2.

Mengembangkan dan memperdalam penelitian Galileo, Newton merumuskan tiga hukum mekanika.

1. Setiap tubuh dalam keadaan istirahat atau seragam dan gerak lurus. Sampai benturan dari tubuh lain membuatnya mengubah keadaan ini.

Arti dari hukum pertama adalah bahwa jika kekuatan eksternal tidak bekerja pada tubuh, maka ada kerangka acuan di mana ia diam. Tetapi jika tubuh diam dalam satu kerangka, maka ada banyak kerangka acuan lain di mana tubuh bergerak dengan kecepatan konstan. Sistem ini disebut inersia (ISO).

Setiap kerangka acuan yang bergerak secara seragam dan lurus relatif terhadap IFR juga merupakan IFR.

2. Hukum kedua mempertimbangkan hasil tindakan pada tubuh badan lain. Untuk ini, kuantitas fisik yang disebut gaya diperkenalkan.

Gaya adalah ukuran kuantitatif vektor dari aksi mekanis satu benda pada benda lain.

Massa adalah ukuran kelembaman (kelembaman adalah kemampuan benda untuk menolak perubahan keadaannya).

Semakin besar massa, semakin sedikit percepatan yang akan diterima tubuh, hal-hal lain dianggap sama.

Ada juga formulasi yang lebih umum dari hukum kedua Newton untuk kuantitas fisik lain - momentum tubuh. Momentum adalah produk dari massa tubuh dan kecepatannya:

Dengan tidak adanya kekuatan eksternal, momentum tubuh tetap tidak berubah, dengan kata lain, itu kekal. Situasi ini dicapai jika tubuh lain tidak bertindak atas tubuh, atau tindakan mereka dikompensasi.

3. Tindakan dua benda material satu sama lain secara numerik sama dalam kekuatan dan diarahkan ke arah yang berlawanan.

Pasukan bertindak secara independen. Gaya yang dengannya beberapa benda bekerja pada benda lain adalah jumlah vektor dari gaya-gaya yang dengannya mereka akan bertindak secara terpisah.

Pernyataan ini adalah prinsip superposisi.

Dinamika titik material didasarkan pada hukum Newton, khususnya, hukum kekekalan momentum sistem.

Jumlah momentum partikel-partikel yang membentuk sistem mekanis disebut momentum sistem. Kekuatan internal, mis. interaksi benda-benda sistem satu sama lain tidak mempengaruhi perubahan momentum total sistem. Ini mengikuti dari ini hukum kekekalan momentum: dengan tidak adanya gaya eksternal, momentum sistem titik material tetap konstan.

Besaran lain yang dilestarikan adalah energi- ukuran kuantitatif umum dari pergerakan dan interaksi semua jenis materi. Energi tidak muncul dari ketiadaan dan tidak menghilang, energi hanya dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Ukuran perubahan energi adalah usaha. Dalam mekanika klasik, usaha didefinisikan sebagai ukuran aksi suatu gaya, yang bergantung pada besar dan arah gaya, serta pada perpindahan titik penerapannya.

Hukum kekekalan energi: energi mekanik total tetap tidak berubah (atau kekal) jika kerja gaya eksternal dalam sistem adalah nol.

Dalam mekanika klasik, diyakini bahwa semua proses mekanis tunduk pada prinsip determinisme ketat (determinisme adalah doktrin sebab-akibat universal dan keteraturan fenomena), yang terdiri dari pengakuan kemungkinan secara akurat menentukan keadaan masa depan sistem mekanis dengan keadaan sebelumnya.

Newton memperkenalkan dua konsep abstrak - "ruang absolut" dan "waktu absolut".

Menurut Newton, ruang adalah wadah tak terbatas isotropik homogen mutlak yang tidak bergerak dari semua benda (yaitu, kekosongan). Dan waktu adalah seragam homogen murni dan durasi proses yang terputus-putus.

Dalam fisika klasik, diyakini bahwa dunia dapat diuraikan menjadi banyak elemen independen dengan metode eksperimental. Metode ini, pada prinsipnya, tidak terbatas, karena seluruh dunia adalah kumpulan dari sejumlah besar partikel yang tidak dapat dibagi. Dasar dunia adalah atom, mis. partikel terkecil, tak terpisahkan, tak berstruktur. Atom bergerak dalam ruang dan waktu absolut. Waktu dianggap sebagai zat independen, yang sifat-sifatnya ditentukan dengan sendirinya. Ruang juga merupakan substansi independen.

Ingatlah bahwa suatu zat adalah esensi, sesuatu yang mendasarinya. Dalam sejarah filsafat, substansi telah ditafsirkan dengan cara yang berbeda: sebagai substratum, yaitu. dasar dari sesuatu; sesuatu yang mampu berdiri sendiri; sebagai dasar dan pusat perubahan pokok bahasan; sebagai entitas logis. Ketika mereka mengatakan bahwa waktu adalah suatu zat, yang mereka maksudkan adalah bahwa ia dapat eksis secara mandiri.

Ruang dalam fisika klasik adalah mutlak, yang berarti tidak bergantung pada materi dan waktu. Anda dapat menghapus semua objek material dari luar angkasa, dan ruang mutlak tetap ada. Ruangnya homogen, mis. semua poinnya setara. Ruang adalah isotropik, yaitu semua arah adalah setara. Waktu juga homogen, yaitu semua momennya ekuivalen.

Ruang dijelaskan oleh geometri Euclid, yang menyatakan bahwa jarak terpendek antara dua titik adalah garis lurus.

Ruang dan waktu tidak terbatas. Pemahaman tak terhingga mereka dipinjam dari analisis matematis.

Ruang tak terhingga berarti bahwa tidak peduli seberapa besar sistem yang kita ambil, kita selalu dapat menunjuk ke sistem yang lebih besar. Ketakterbatasan waktu berarti bahwa tidak peduli berapa lama suatu proses berlangsung, seseorang selalu dapat menunjuk ke satu di dunia yang akan bertahan lebih lama.

Aturan transformasi Galilea mengikuti dari fragmentasi dan kemutlakan ruang dan waktu.

Dari isolasi benda bergerak dari ruang dan waktu, aturan penambahan kecepatan dalam mekanika klasik berikut: terdiri dari penambahan atau pengurangan sederhana dari kecepatan dua benda yang bergerak relatif satu sama lain.

ux \u003d u "x + , uy \u003d u" y, uz \u003d u "z.

Hukum mekanika klasik memungkinkan untuk merumuskan gambaran ilmiah pertama dunia - mekanistik.

Pertama-tama, mekanika klasik mengembangkan konsep ilmiah tentang gerak materi. Sekarang gerak ditafsirkan sebagai keadaan abadi dan alami tubuh, sebagai keadaan dasarnya, yang secara langsung berlawanan dengan mekanika pra-Galilean, di mana gerak dianggap diperkenalkan dari luar. Tetapi pada saat yang sama, gerak mekanis dimutlakkan dalam fisika klasik.

Faktanya, fisika klasik mengembangkan pemahaman yang aneh tentang materi, mereduksinya menjadi massa yang nyata, atau berat. Pada saat yang sama, massa benda tetap tidak berubah dalam kondisi gerak dan kecepatan apa pun. Kemudian, dalam mekanika, aturan mengganti benda dengan gambar titik material yang ideal ditetapkan.

Perkembangan mekanika telah menyebabkan terjadinya perubahan pemikiran tentang sifat fisis suatu benda.

Fisika klasik menganggap sifat-sifat yang ditemukan selama pengukuran melekat pada objek dan hanya padanya (prinsip kemutlakan sifat). Ingatlah bahwa sifat fisik suatu objek dicirikan secara kualitatif dan kuantitatif. Karakteristik kualitatif dari suatu properti adalah esensinya (misalnya, kecepatan, massa, energi, dll.). Fisika klasik berangkat dari fakta bahwa sarana kognisi tidak mempengaruhi objek yang diteliti. Untuk berbagai jenis masalah mekanis, sarana kognisi adalah kerangka acuan. Tanpa pengenalannya, tidak mungkin merumuskan atau memecahkan masalah mekanis dengan benar. Jika sifat-sifat suatu objek, baik secara kualitatif maupun kuantitatif, tidak bergantung pada kerangka acuan, maka sifat itu disebut mutlak. Jadi, tidak peduli kerangka acuan apa yang kita ambil untuk memecahkan masalah mekanis tertentu, masing-masing akan memanifestasikan secara kualitatif dan kuantitatif massa benda, gaya yang bekerja pada benda, percepatan, kecepatan.

Jika properti suatu objek bergantung pada sistem referensi, maka mereka dianggap relatif. Fisika klasik hanya mengetahui satu kuantitas seperti itu - kecepatan suatu benda menurut karakteristik kuantitatif. Ini berarti bahwa tidak ada artinya untuk mengatakan bahwa suatu benda bergerak dengan kecepatan ini dan itu tanpa menentukan kerangka acuan: dalam kerangka acuan yang berbeda, nilai kuantitatif dari kecepatan mekanik benda akan berbeda. Semua properti lain dari objek itu mutlak baik dalam hal karakteristik kualitatif maupun kuantitatif.

Sudah teori relativitas mengungkapkan relativitas kuantitatif dari sifat-sifat seperti panjang, masa hidup, massa. Nilai kuantitatif dari sifat-sifat ini tidak hanya bergantung pada objek itu sendiri, tetapi juga pada kerangka acuan. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kepastian kuantitatif dari sifat-sifat suatu objek harus dikaitkan bukan dengan objek itu sendiri, tetapi dengan sistem: objek + kerangka acuan. Tetapi objek itu sendiri masih tetap menjadi pembawa kepastian kualitatif sifat-sifat.