Юрий Трифонов - Властелин механики. 7 великих законов в понятном изложении

На самом же деле, большая часть взаимодействий вокруг нас становится более приятным, когда оно осознано . Когда-то первобытные люди боялись грозу и не знали, что можно ожидать от такого явления. Каждый удар грома вызывал панику и непонимание. Наша же задача разобраться во всем происходящем вокруг и улучшить себе жизнь пониманием природы. В этом и заключается задача властелина механики! Зная закономерности использовать их себе во благо.

Кстати, винить одних только преподавателей неправильно. Большая часть учеников действительно интересуются только жизнью «звёзд» с экрана. Но правильный подход позволит увеличить количество людей, которым будет приятно разбираться в окружающем мире. Есть ещё и всяческие стандарты на образование, которые на корню ломают интересность. Но рассуждать и жаловаться неправильно.

Давайте всё-таки переходить к изучению нашего предмета с правильным настроем и отличающимся от большинства подходом. Начнем с самого важного.

В книге мы постоянно будем встречать такое понятие, как векторная величина. Уж так устроена механика, что всё там держится на векторах. Поскольку мы исходим из того, что основные знания об этой штуке у вас уже всё же имеются, то и не расписываем подробно действия над векторами, да и само определение вектора не приводим.

Однако, мы же хотели сделать из сложных теорий увлекательное и интересное чтение, поэтому если вы по какой-то причине не знакомы с понятиями о векторах, то сейчас мы внесем некоторую ясность, достаточную для понимания изложенного ниже материала.

Из школьного курса, или даже уже из институтского, многие запомнили, что «каждому ректору в кое-куда по вектору!». Отсюда легко сделать вывод, что вектор должен хорошо втыкаться . Хорошо втыкается у нас что-то типа стрелы или копья. Вот и вектор представляет собой что-то типа стрелы или копья.

В физике вектор – это направленный отрезок прямой. Он обладает некоторой длиной, как и любой другой отрезок. Длина равна величине вектора.

Рис.7. Вектор в физике

Если возникают проблемы с пониманием этого момента, то просто представьте, что отрезок, длиной 10 см, состоит из 10 отрезков по 1 см. Любую величину можно записать таким образом. Скажем, 15 яблок можно нарисовать в виде прямой, равной 15 см, предположив, что 1 яблоко = 1 см. Это скалярная величина.

Рис.8. Скалярная величина

Но, по сравнению с обычным отрезком или скалярной величиной, имеющей только длину, вектор имеет ещё и направление .

Представить себе «направление величины» не всегда просто. Для упрощения всегда говорят о движении или воздействии на другое тело. Например, мы можем осознанно толкнуть человека в одном из направлений. Направление, куда мы его толкнули и будет направлением вектора. Сила, с которой толкнули – будет величиной вектора.

Вот и получается, что сила толчка (боже, как звучит!) будет определяться величиной (или модулем) и направлением.

Рис.9. Сила толчка

Это направление рисуется стрелочкой, а сила – отмечается в масштабе на длине вектора. Собственно, большего знать про вектора пока и не нужно.

Для окончательного закрепления проведите аналогию в голове между количеством яблок, отмеченным на отрезке (скалярная величина), которое никуда не направлено и вектором, описывающим направление действия удара (векторная величина).

Разве что, нужно помнить – вектора можно складывать, вычитать, умножать и производить с ними самые разные математические действия.

Механика – это наука о движении материальных тел и взаимодействиях между ними. Ощущаете ли вы, какой потенциал скрывается за этими относительно простыми словами? Одна эта формулировка описывает, без преувеличения, всю нашу жизнь! Материальные тела всё, что есть, вокруг нас. Движение и взаимодействие таких тел – неотъемлемая часть жизни. Поднять машину домкратом с целью замены колеса тоже механика. И проколовшееся колесо – тоже законы механики. Законы механики – это работа подъемного крана и даже хождение по асфальту без проскальзывания.