Klasiskā mehānika

Klasiskā mehānika ir viena no divām lielajām mehānikas apakšnozarēm (otra ir kvantu mehānika). Tā apraksta makroskopisku ķermeņu kustību, kuras ātrums ir daudzkārt mazāks par gaismas ātrumu. Klasiskās mehānikas pamatā ir Ņūtona likumi, tādēļ tā tiek saukta arī par Ņūtona mehāniku. Ja ķermeņu ātrumus var salīdzināt ar gaismas ātrumu, tad tā vairs nav klasiskā, bet gan relatīvistiskā mehānika.

Klasiskajā mehānikā apskata makroskopisku ķermeņu kustību. Attēlā redzams slīpais sviediens

Klasiskajā mehānikā atšķirībā no kvantu mehānikas ķermenim vienlaicīgi var noteikt gan ātrumu, gan stāvokli telpā.

Galvenās tēmas

Ņūtona likumi

Pastāv trīs Ņūtona likumi, kuri raksturo spēka ietekmi uz ķermeņiem (spēks izraisa ķermeņu kustību). Pirmais Ņūtona likums apgalvo, ka ķermenis tiecas turpināt kustību vai palikt miera stāvokli, ja uz to neiedarbojas spēks; otrais Ņūtona likums apgalvo, ka spēks ir vienāds ar masas un paātrinājuma reizinājumu, bet trešais Ņūtona likums nosaka, ka divu ķermeņu mijiedarbībā darbojas divi spēki, kas skaitliski vienādi, bet pretēji vērsti.

Nezūdamības likumi

Enerģijas nezūdamības likums attēlots ar Ņūtona šūpuli

Klasiskajā mehānikā nozīmīgi ir trīs nezūdamības likumi: impulsa (kustības daudzuma), impulsa momenta un enerģijas nezūdamības likumi.

Impulsa nezūdamības likums nosaka, ka, ja ķermenis mijiedarbībā ar otru ķermeni iegūst impulsu, tad arī otrs ķermenis iegūst tikpat lielu, bet pretēji vērstu impulsu. Noslēgtu sistēmu veidojošo ķermeņu impulsu ģeometriskā summa ir nemainīga jebkurā šīs sistēmas ķermeņu mijiedarbībā.

Impulsa momenta nezūdamības likums apgalvo, ka, ja ķermenis rotē un uz to nedarbojas spēka moments, tad impulsa moments nemainās.

Enerģijas nezūdamības likums nosaka to, ka kopējais slēgtā sistēmā esošais enerģijas daudzums laikā nemainās neatkarīgi no tā, kādi procesi sistēmā norisinās.

Nozares

Klasisko mehāniku sīkāk var dalīt pēc dažādiem parametriem. Pēc pieliktajiem spēkiem un ķermeņu kustības tā tiek iedalīta kinemātikā, dinamikā un statikā. Kinemātikā pēta ķermeņu kustības ģeometriskas īpašības, neievērojot šo ķermeņu masu un spēku, kas uz tiem darbojas, savukārt, dinamikā ķermeņa masa un spēki tiek ņemti vērā. Statikā aplūko spēku iedarbībai pakļautu ķermeņu līdzsvara nosacījumus.

Savukārt pēc izmantotajiem matemātiskajiem formālismiem izdala Ņūtona mehāniku, Lagranža mehāniku un Hamiltona mehāniku. Vēl klasisko mehāniku var iedalīt pēc pielietojuma nozares, piemēram, cietu vielu mehānika, nepārtrauktas vides mehānika (gāzu un šķidrumu mehānika), akustika, debess mehānika un tā tālāk.

Priekšstati par telpu un laiku

Klasiskajā mehānikā spēkā ir šādi vispārīgi nosacījumi:

• jebkurš objekts pastāv telpā un laikā;
• telpa ir homogēna — visi telpas punkti ir vienlīdzīgi (kaut kāda norise vienā telpas punktā būs tādi pati citā telpas punktā, ja tiks saglabāti tie paši norises apstākļi, kas ietekmē šo norisi);
• telpa ir izotropa — visi virzieni telpā ir vienlīdzīgi (ja, pagriežot kādu objektu, attiecīgi pagriež visu, kas ietekmē ar šo objektu saistītās norises, visas norises saglabāsies nemainīgas);
• laiks ir homogēns — dažādi laika brīži ir vienlīdzīgi (norise vienā laika momentā būs tādi pati citā laika momentā, ja tiks saglabāti tie paši norises apstākļi, kas ietekmē šo norisi).

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Klasiskā mehānika.
• Līga Grīnberga. «Klasiskā mehānika». Nacionālā enciklopēdija.
• «Classical mechanics» (angļu). Encyclopedia Britannica.
• «Классическая механика» (angļu). Большая российская энциклопедия. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2021. gada 9. maijā. Skatīts: 2020. gada 23. novembrī.