Teoretisk mekanik

Teoretisk mekanik (i hverdagen - theormech , sjældnere - termekh ) - videnskaben om de generelle love for mekanisk bevægelse og samspillet mellem materielle legemer. Da den i det væsentlige var en af ​​fysikkens grene, skilte den teoretiske mekanik sig, efter at have absorberet det grundlæggende grundlag i form af aksiomatik , ud som en uafhængig videnskab og blev bredt udviklet på grund af dens omfattende og vigtige anvendelser inden for naturvidenskab og teknologi, et af fundamenterne hvoraf det er. Mange generelle ingeniørdiscipliner er baseret på de grundlæggende love og principper for teoretisk mekanik, såsom materialers styrke , strukturel mekanik , hydraulik ,teori om mekanismer og maskiner , maskindele og andre. På baggrund af teorier og principper for teoretisk mekanik løses mange tekniske problemer, og nye maskiner, strukturer og strukturer bliver designet.

Ifølge Newton er " Rationel mekanik læren om de bevægelser, der frembringes af enhver form for kræfter, og om de kræfter, der kræves til frembringelse af enhver form for bevægelser, præcist angivet og bevist " [1] .

Fra forordet til A.P. Markeevs lærebog "Theoretical Mechanics" : "Som en grundlæggende videnskab har teoretisk mekanik været og forbliver ikke kun en af ​​de discipliner, der giver dybdegående viden om naturen. Det tjener også som et middel til at uddanne fremtidige specialister i de nødvendige kreative færdigheder til at bygge matematiske modeller af processer, der forekommer i naturen og teknologien, til at udvikle evner til videnskabelige generaliseringer og konklusioner” [2] .

I fysik

I fysik refererer "teoretisk mekanik" til en del af teoretisk fysik, der studerer den klassiske mekaniks matematiske metoder, alternativ [3] til den direkte anvendelse af Newtons love (den såkaldte analytiske mekanik ). Dette omfatter især metoder baseret på Lagrange-ligningerne , princippet om mindste handling , Hamilton-Jacobi-ligningen osv.

Det skal understreges, at analytisk mekanik både kan være ikke-relativistisk - så krydser den med klassisk mekanik og relativistisk. Den analytiske mekaniks principper er så generelle, at relativiseringen ikke fører til grundlæggende vanskeligheder.

I teknik

I de tekniske videnskaber betyder "teoretisk mekanik" et sæt fysiske og matematiske metoder, der letter beregningerne af mekanismer, strukturer, fly osv. (den såkaldte anvendte mekanik eller strukturel mekanik ). Næsten altid er disse metoder afledt af den klassiske mekaniks love  - hovedsageligt fra Newtons love, selvom nogle af metoderne i analytisk mekanik i nogle tekniske problemer viser sig at være nyttige .

Teoretisk mekanik er baseret på en række love etableret i eksperimentel mekanik, taget som sandheder, der ikke kræver bevis- aksiomer . Disse aksiomer træder i stedet for den eksperimentelle mekaniks induktive sandheder. Teoretisk mekanik har en deduktiv karakter. Ved at stole på aksiomer som et grundlag kendt og bevist ved praksis og eksperimenter opfører teoretisk mekanik sit bygningsværk ved hjælp af strenge matematiske deduktioner.

Teoretisk mekanik, som en del af naturvidenskaben, ved hjælp af matematiske metoder, beskæftiger sig ikke med virkelige materielle objekter selv, men med deres modeller. Sådanne modeller studeret i teoretisk mekanik er:

Normalt i teoretisk mekanik er der sådanne sektioner som

Metoder er meget brugt i teoretisk mekanik.

Teoretisk mekanik var grundlaget for skabelsen af ​​mange anvendte områder, der har fået stor udvikling. Disse er væske- og gasmekanik , deformerbar faststofmekanik , vibrationsteori , maskiners dynamik og styrke, gyroskopi , kontrolteori , flyveteori , navigation osv.

I russisk videregående uddannelse

Den første undervisningsbog på russisk, som indeholdt information om mekanik, var "Aritmetik, det vil sige videnskaben om tal" af L. F. Magnitsky ( 1703 ) [4] . Begyndelsen af ​​undervisningen i mekanik i russisk videregående uddannelse hører til en lidt senere tid: mekanik (endnu ikke som et separat fag) blev undervist på det akademiske universitet ved St. Petersburg Academy of Sciences , hvor uddannelsen begyndte i januar 1726 [5 ] . Tilbage i 1722 udkom den første russiske trykte lærebog om mekanik, "Statisk videnskab eller mekanik" af G. G. Skornyakov-Pisarev [6] .

På Moskva-universitetet , grundlagt i 1755 , blev mekanik først læst som en del af det omfattende og heterogene kursus "Anvendt matematik" [7] , og siden 1813 underviste professor F. I. Chumakov i et separat kursus i mekanik [8] . I 1891 dukkede en ny disciplin "teoretisk mekanik" op på Instituttet for Civilingeniører (St. Petersborg) [9] .

De fleste af de lærebøger og samlinger af problemer, der i øjeblikket bruges i uddannelsesprocessen på russiske universiteter, blev skrevet under sovjettiden; Lad os nævne nogle af dem uden at foregive at være fuldstændige. Lærebøger om teoretisk mekanik for mekanik og matematiske afdelinger ved universiteter: Teoretisk mekanik af N. E. Zhukovsky (1. udg. - 1901–02 ), N. N. Buchholz 's grundkursus i teoretisk mekanik (1. udg. . - 1932 ), "Course of Theoretical Mechanics". " af N. A. Kilchevsky (1. udg. - 1972 ), "Theoretical Mechanics" af A. P. Markeev (1. udg. - 1990 ), "Theoretical Mechanics" V. G. Vilke (1. udg. - 1991 ). Lærebøger for universitetets fysikafdelinger: "Mechanics" af L. D. Landau og E. M. Lifshitz (1. udg. - 1958 ), "Course of Theoretical Mechanics for Physicists" af I. I. Olkhovsky (1. udg. - 1970 ), "Classical Mechanics" af Aman. 1. udgave - 1974 ), "Theoretical Mechanics" af V. V. Petkevich (1. udgave - 1981 ), "Lectures in Theoretical Mechanics" af Yu. G. Pavlenko (1. udgave – 1991 ). Lærebøger for tekniske universiteter: "Short Course in Theoretical Mechanics" [10] af S. M. Targa (1. udgave - 1948 ), "Course in Theoretical Mechanics" af A. A. Yablonsky og V. M. Nikiforova (1- e ed. - 1962 ), "Course of Theoretical Mechanics" af N.V. Butenin, Ya.L. Lunts og D.R. Merkin (1. udgave - 1970 ). Opgavebøger : "Samling af problemer i teoretisk mekanik" af I. V. Meshchersky (1. udgave - 1911 ), "Samling af problemer i teoretisk mekanik" af I. N. Veselovsky (1. udgave - 1955 ), "Samling af opgaver til eksamensopgaver i teoretisk mekanik" redigeret af A. A. Yablonsky (1. udgave - 1968 ), "Solution of problems in theoretical mechanics" af E. N. Berezkin (1. udgave - 1973— 74 år), " Problems in Theoretical Mechanics for Physicists" af I. I. Olkhovsky, Yu. G. Pavlenko , L. S. Kuzmenkov (1. udgave - 1977 ), redigeret af K. S. Kolesnikov (1. udgave - 1983 ), "Typiske beregninger i teoretisk mekanik baseret på en computer" af I. V. Novozhilov og M. F. Zatsepin ( 1986 ).

I de senere år er undervisningslitteraturen blevet fyldt op. Lærebøger for universiteter: Fundamentals of Theoretical Mechanics af Yu. F. Golubev (1. udgave - 1992 ), Fundamentals of Theoretical ),1997(1. udgave -V. F. ZhuravlevMechanics af af S. V. Bolotin, A. V. Karapetyan, A. V. Karapetyan , V. 2010 ). Lærebøger for tekniske universiteter: "Course of Theoretical Mechanics" af et team af forfattere, redigeret af K. S. Kolesnikov (1. udgave - 2000 ). Taskere: "Resolver. Theoretical Mechanics” af M. N. Kirsanova (1. udgave – 2002 ), “Problems in Theoretical Mechanics with Solutions in Maple 11” af samme forfatter ( 2010 ).

I dag er teoretisk mekanik en af ​​de grundlæggende discipliner, der studeres på de mekaniske og matematiske fakulteter på universiteter såvel som på de fleste tekniske universiteter i landet. I denne disciplin afholdes årlige all-russiske [11] , nationale og regionale elev-olympiader, samt den internationale olympiade [12] .

Koordinerer de videnskabelige og metodiske aktiviteter i afdelingerne for teoretisk mekanik ved russiske universiteter. Det videnskabelige og metodologiske råd for teoretisk mekanik under Ministeriet for Uddannelse og Videnskab i Den Russiske Føderation . Rådet blev oprettet i 1964 på initiativ af akademiker A. Yu. Ishlinsky (1913-2003), som i 1965 overtog som formand for dette råd og ledede det i mange år. I 1991 blev professor Yu. G. Martynenko (1945-2012) formand for rådet efter indstilling fra Ishlinsky , og Ishlinsky var selv æresformand for rådet i de sidste år af sit liv [6] [13] . Siden 2012 har rådets formand været professor V. A. Samsonov [14] [15] . Rådet afholder regelmæssigt møder-seminarer for institutledere, studenterkonkurrencer, udgiver en samling af videnskabelige og metodiske artikler om teoretisk mekanik [6] [13] .

Se også

Noter

  1. ↑ Isaac Newton.   Matematiske principper for naturfilosofi. Arkiveksemplar dateret 25. november 2010 på Wayback Machine Oversat fra latin af A. N. Krylov. Ed. L. S. Pollak. - M . : Videnskab. 1989.
  2. ↑ Markeev A.P.   Teoretisk mekanik. - M . : Nauka, 1990. - S. 9.
  3. ↑ Landau L. D., Lifshits E. M. Teoretisk fysik, i 10 bind. Bind I - Mekanik. - 4. udgave, revideret. — M.: Nauka, 1988. — 169 s.
  4. ↑ Mekanikkens historie i Rusland, 1987 , s. 35.
  5. ↑ Mekanikkens historie i Rusland, 1987 , s. 65.
  6. ↑ 1 2 3 Loktev V. I.  Teoretisk mekanik i uddannelsesprogrammer inden for skibsbygning og havteknik: retrospektion og stat  // Bulletin fra Astrakhan State Technical University . Ser. Marineteknik og teknologi. - 2010. - Nr. 1 . - S. 178-184 . Arkiveret fra originalen den 16. oktober 2016.
  7. ↑ Tyulina, 1979 , s. 251.
  8. ↑ Moiseev, 1961 , s. 446-447.
  9. ↑ Institut for Teoretisk Mekaniks historie . Hentet 8. januar 2019. Arkiveret fra originalen 8. januar 2019.
  10. ↑ Engelsk oversættelse:  Targ S.   Theoretical Mechanics. Et kort kursus. - Moskva: Mir Publisher, 1976. - 528 s.
  11. ↑ KSU - mekhmat  (utilgængeligt link)
  12. ↑ International Engineering Mechanics Contest . Hentet 30. november 2011. Arkiveret fra originalen 20. august 2013.
  13. ↑ 1 2 Tyulina I. A.   Alexander Yulievich Ishlinsky - arrangør af Det Videnskabelige og Metodiske Råd for Teoretisk Mekanik // Samling af videnskabelige og metodiske artikler. Teoretisk mekanik. Problem. 25. - M . : Forlag i Moskva. un-ta, 2004. - S. 13-20.
  14. ↑ Information om arbejdet i Det Videnskabelige og Metodiske Råd for Teoretisk Mekanik . // Site vuz.exponenta.ru . Dato for adgang: 15. juni 2016. Arkiveret fra originalen 28. januar 2014.
  15. ↑ Samsonov V. A. i det videnskabelige samfund: Videnskabeligt og metodologisk råd for teoretisk mekanik under Den Russiske Føderations undervisnings- og videnskabsministerium . // Hjemmeside for "ISTINA"-systemet (Research Institute of Mechanics, Moscow State University). Hentet 15. juni 2016. Arkiveret fra originalen 28. september 2016.

Litteratur

Lærebøger om teoretisk mekanik

a) for mekaniske studerende
  • Zhukovsky N. E.  Teoretisk mekanik. 2. udg. - M. - L. : GITTL, 1952. - 812 s.
  • Bukhgolts N. N.  Hovedforløbet i teoretisk mekanik. Del 1. 10. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2009. - 480 s. - ISBN 978-5-8114-0926-6 .
  • Bukhgolts N. N.  Hovedforløbet i teoretisk mekanik. Del 2. 7. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2009. - 336 s. - ISBN 978-5-8114-0926-6 .
  • Kilchevsky N.A.  Kursus i teoretisk mekanik. T. I (kinematik, statik, punktdynamik). 2. udg. — M .: Nauka , 1977. — 480 s.
  • Kilchevsky N.A.  Kursus i teoretisk mekanik. Vol. II (systemdynamik, analytisk mekanik, elementer af potentialteori, kontinuummekanik, speciel og generel relativitetsteori). — M .: Nauka , 1977. — 544 s.
  • Markeev A.P.  Teoretisk mekanik: En lærebog for universiteter. 3. udg. — M.; Izhevsk: RHD, 2007. - 592 s. - ISBN 978-5-93972-604-7 .
  • Wilke VG  Teoretisk mekanik. 3. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2003. - 304 s. — ISBN 5-8114-0520-0 .
  • Golubev Yu. F.  Grundlæggende om teoretisk mekanik. 2. udg. - M. : Publishing House of Moscow State University, 2000. - 720 s. — ISBN 5-211-04244-1 .
  • Zhuravlev VF  Fundamentals of Theoretical Mechanics: Lærebog. 3. udg. — M .: Fizmatlit , 2008. — 304 s. - ISBN 978-5-9221-0907-9 .
  • Bolotin S. V., Karapetyan A. V., Kugushev E. I., Treschev D. V.  Teoretisk mekanik: Lærebog. - M . : Akademiet, 2010. - 432 s. — ISBN 978-5-7695-5946-4 .
b) for fysikstuderende c) for studerende på tekniske specialer
  • Targ S. M.  Et kort kursus i teoretisk mekanik: En lærebog for universiteter. 18. udg. - M . : Higher School , 2010. - 416 s. - ISBN 978-5-06-006193-2 .
  • Yablonsky A. A., Nikiforova V. M.  Kursus i teoretisk mekanik. 16. udg. - M. : KnoRus, 2011. - 608 s. — ISBN 978-5-406-01977-1 .
  • Butenin N. V. , Lunts Ya. L., Merkin D. R.  Kursus i teoretisk mekanik: Lærebog. 11. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2009. - 736 s. - ISBN 978-5-8114-0052-2 .
  • Drong V. I., Dubinin V. V., Ilyin M. M. et al.  Kursus i teoretisk mekanik: Lærebog for gymnasier / Udg. K. S. Kolesnikova . 4. udg. - M . : Forlag af MSTU im. N. E. Bauman, 2011. - 758 s. — ISBN 978-5-7038-3490-9 .

Problembøger i teoretisk mekanik

  • Meshchersky IV  Samling af problemer i teoretisk mekanik: Lærebog. 51. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2012. - 448 s. - ISBN 978-5-8114-0019-1 .
  • Veselovsky IN  Samling af problemer i teoretisk mekanik. - M. : GITTL, 1955. - 500 s.
  • Opgavesamling til semesteropgaver i teoretisk mekanik: Lærebog / Red. A. A. Yablonsky. 18. udg. - M. : KnoRus, 2011. - 386 s. - ISBN 978-5-8114-0758-3 .
  • Beryozkin EN  Løsning af problemer i teoretisk mekanik. Del 1. - M . : Publishing House of Moscow State University, 1973. - 89 s.
  • Beryozkin EN  Løsning af problemer i teoretisk mekanik. Del 2. - M . : Publishing House of Moscow State University, 1974. - 1369 s.
  • Olkhovsky I. I., Yu. G. Pavlenko , Kuzmenkov L. S.  Opgaver i teoretisk mekanik for fysikere. 2. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2008. - 400 s. — ISBN 978-5-8114-0764-4 . .
  • Kolesnikov K. S. , Blyumin G. D., Drong V. I. et al.  Samling af problemer i teoretisk mekanik: Lærebog / Ed. K. S. Kolesnikova . 4. udg. - Sankt Petersborg. : Lan, 2008. - 448 s. - ISBN 978-5-8114-0758-3 . .
  • Novozhilov I. V. , Zatsepin M. F.  Typiske beregninger i teoretisk mekanik baseret på en computer: Lærebog. - M . : Højere skole , 1986. - 136 s.
  • Kirsanov M. N.  Reshebnik. Teoretisk mekanik. 2. udg. — M .: Fizmatlit , 2008. — 384 s. — ISBN 978-5-9221-0748-8 .
  • Kirsanov M. N.  Problemer i teoretisk mekanik med løsninger i Maple 11. - M .: Fizmatlit , 2010. - 264 s. — ISBN 978-5-9221-1153-9 .
  • Kotkin G. L., Serbo V. G.  Samling af problemer i klassisk mekanik. 3. udg. - Izhevsk: Regular and Chaotic Dynamics, 2001. - 352 s.
  • Pavlenko Yu. G.  Problemer i teoretisk mekanik. 2. udg. — M .: Fizmatlit , 2003. — 536 s.

Bøger om mekanikkens historie

Yderligere læsning

 Afsnit af mekanik
Kontinuum mekanik
teorier
anvendt mekanik