Fizica este strâns legată de alte științe naturale. Această conexiune a dus la faptul că fizica a fost strâns legată de alte științe precum astronomia, geologia, chimia, biologia. chimie și altele.
Fizica este strâns legată de filozofie. Baza cunoașterii științifice a lumii este metoda materialismului dialectic. Dialectica este știința legilor universale ale mișcării, ale schimbării, ale reînnoirii și dezvoltării materiei în forma cea mai îndepărtată de unilatență.
Astfel de descoperiri majore în domeniul fizicii, cum ar fi legea conservării și transformării energiei, raportul incertitudinilor etc., reprezintă aria luptei dintre materialism și idealism.
Baza fizică a mecanicii
Cea mai simplă formă de mișcare a materiei este mecanică - schimbarea poziției reciproce a corpurilor în spațiu în timp. Prioritățile istorice în dezvoltarea mecanicii au determinat nevoile afacerilor militare și tehnologiei în cele mai vechi timpuri. Dezvoltarea mecanicii începe cu timpul lui Arhimede (secolul al III-lea î.Hr.), când a formulat legea echilibrului pârghiei și legea echilibrului corpurilor plutitoare. Legile fundamentale ale mecanicii sunt stabilite de Galileo (XYIvek) și, în final, formulate de Newton (secolul XYII). În prezent, mecanica este împărțită în 3 părți separate:
Mecanica clasică a lui Galileo-Newton;
Mecanica relativistă, bazată pe teoria specială a relativității;
Mecanica clasică este împărțită în trei secțiuni: cinematică, dinamică și statică.
Cinematica studiaza mișcarea corpurilor fără a lua în considerare motivele care au determinat această mișcare.
Dinamica studiază legile mișcării corpurilor în relație cu cauzele care determină sau modifică mișcarea.
Statica studiază legile echilibrului acestor forțe.
1. Modele în mecanică. Sistemul de referință. Proprietățile cinematice ale mișcării.
În cercetarea fizică, este adesea folosită abstractizarea științifică. Când studiază mișcarea sau proprietățile corpurilor, caracteristicile corpului, de exemplu dimensiunile, structura, starea internă etc., nu sunt importante pentru această sarcină. Cel mai simplu exemplu de abstractizare științifică sau model fizic este conceptul de punct material.
Un punct material este un corp al cărui dimensiuni pot fi neglijate (ele sunt neglijabil mici în comparație cu scara de mișcare și distanțe) în această problemă. De exemplu, având în vedere mișcarea Pământului în sistemul solar, moleculele din vas, ele pot fi considerate puncte materiale.
Sistem de puncte materiale. Fiecare corp poate fi împărțit mental în astfel de părți, fiecare dintre ele putând fi considerat un punct material într-o anumită scală de mișcare. Apoi, studiul mișcării unui corp sau a unui sistem de corpuri se reduce la studierea mișcării unui sistem de puncte materiale.
Trupul absolut solid este un corp care în nici un caz nu poate fi deformat în această sarcină, iar distanța dintre cele două particule ale acestui corp rămâne constantă.
Studiul mișcării mecanice începe cu cea mai simplă - progresivă.
Miscarea progresiva este o miscare in care orice linie dreapta, legata rigid cu un corp in miscare, ramane paralela cu pozitia initiala. Mișcarea în mecanică este văzută ca mișcarea punctelor materiale (sau pur și simplu puncte) sau a sistemelor lor în spațiu și timp.
Poziția punctului material este determinată față de corpul de referință, considerat a fi fix. Sistemul de coordonate și ceasul sunt asociate cu acesta. Poziția punctului A în sistemul de coordonate cartezian la un moment dat este determinată de coordonatele x, y, z sau vectorul de radius r (figura 1).
y = y (t), z = z (t) (1.1) în cazul general sunt ecuațiile cinematice de mișcare ale punctului. Sistemul de ecuații (1.1) este echivalent cu ecuația vectorului r = r (t).
Poziția unui punct în spațiu poate fi descrisă cu ajutorul coordonatelor polare r, Θ, φ (figura 1).
Numărul de grade de libertate a unui punct material este numărul de coordonate independente care determină complet poziția sa în spațiu. Dacă un punct se mișcă în spațiu, atunci poziția sa este determinată de trei coordonate x, y, z și are trei grade de libertate. Când se deplasează de-a lungul unui plan, punctul are două grade de libertate, iar atunci când se deplasează de-a lungul unei linii drepte, punctul are doar un grad
Traiectoria mișcării este o linie descrisă de un punct în mișcare. Lăsați punctul material să se miște
pe curbă de la poziția A la poziția B
(Figura 2). Apoi, arcul AB va fi o traiectorie, iar lungimea acestui arc Δs va fi lungimea traseului. Lungimea căii Δs este o funcție de timp scalară Δs = Δs (t). Poziția inițială a punctului material este dată de vectorul de rază r0 și poziția finală de către vectorul de rază r. Vectorul Δr = r-r0 (incrementarea vectorului de rază în intervalul de timp considerat) se numește deplasare. Cu deplasare rectilinie Δr | = Δs.