Mekanik- maddenin en basit hareket biçimini inceleyen bir fizik dalıdır - mekanik hareket zamanla gövdelerin veya parçalarının konumunu değiştirmekten ibarettir. Mekanik olayların uzay ve zamanda meydana geldiği gerçeği, uzay-zaman ilişkilerini (mesafeler ve zaman aralıkları) açıkça veya dolaylı olarak içeren herhangi bir mekanik yasasına yansır.

Mekanik kendini ayarlar iki ana görev:

ders çalışıyor çeşitli hareketler ve her bir özel durumda hareketin doğasının tahmin edilebileceği yasalar şeklinde elde edilen sonuçların genelleştirilmesi.

Bu sorunun çözümü, I. Newton ve A. Einstein tarafından dinamik yasalar olarak adlandırılan yasaların oluşturulmasına yol açtı; bulma genel özellikler

Hareketi sırasında herhangi bir mekanik sistemin doğasında vardır. Bu problemin çözülmesi sonucunda enerji, momentum ve açısal momentum gibi temel büyüklüklerin korunumu yasaları keşfedildi.

Dinamik yasalar ve enerjinin korunumu, momentum ve açısal momentum yasaları mekaniğin temel yasalarıdır ve bu bölümün içeriğini oluşturur.

§1. Mekanik hareket: temel kavramlar Klasik mekanik üç ana bölümden oluşur: Statik, kinematik ve dinamik

. Statik, kuvvetlerin toplamı yasalarını ve cisimlerin denge koşullarını inceler. Kinematik, sebepleri ne olursa olsun, her türlü mekanik hareketin matematiksel bir tanımını sağlar. Dinamik, cisimler arasındaki etkileşimin onların mekanik hareketleri üzerindeki etkisini inceler. Pratikte her şey: Fiziksel sorunlar yaklaşık olarak çözüldü gerçek karmaşık hareket bir dizi basit hareket, gerçek bir nesne olarak kabul edilir idealize edilmiş bir modelle değiştirildi bu nesne vb. Örneğin Dünya'nın Güneş etrafındaki hareketi dikkate alınırken Dünya'nın büyüklüğü ihmal edilebilir. Bu durumda, hareketin açıklaması büyük ölçüde basitleştirilmiştir - Dünyanın uzaydaki konumu bir nokta ile belirlenebilir. Mekaniğin modelleri arasında belirleyici olanlar şunlardır:

maddi nokta ve kesinlikle katı gövde.- bu, bu problem koşullarında şekli ve boyutları ihmal edilebilecek bir cisimdir. Herhangi bir vücut zihinsel olarak çok bölünebilir büyük sayı Parçalar, ancak tüm vücudun boyutuna kıyasla küçüktür. Bu parçaların her biri maddi bir nokta olarak ve vücudun kendisi de bir maddi noktalar sistemi olarak düşünülebilir.

Bir cismin diğer cisimlerle etkileşimi sırasında meydana gelen deformasyonlar ihmal edilebilir düzeydeyse model tarafından tanımlanır. kesinlikle sağlam gövde.

Kesinlikle katı gövde (veya katı gövde) Hareket sırasında herhangi iki nokta arasındaki mesafeleri değişmeyen cisimdir. Yani hareketi sırasında şekli ve boyutları değişmeyen bir cisimdir. Kesinlikle katı bir cisim bir sistem olarak düşünülebilir maddi noktalar, birbirine sıkı bir şekilde bağlı.

Bir cismin uzaydaki konumu ancak diğer bazı cisimlere göre belirlenebilir. Örneğin bir gezegenin Güneş'e göre konumundan, bir uçağın veya geminin Dünya'ya göre konumundan bahsetmek mantıklıdır, ancak herhangi bir belirli cisme atıfta bulunmadan uzaydaki konumlarını belirtmek imkansızdır. İlgilendiğimiz nesnenin konumunu belirlemeye yarayan kesinlikle katı bir cisme referans cisim denir. Bir nesnenin hareketini tanımlamak için, bazı koordinat sistemleri bir referans cismi ile ilişkilendirilir; örneğin dikdörtgen Kartezyen koordinat sistemi. Bir nesnenin koordinatları onun uzaydaki konumunu belirlemenizi sağlar. Bir cismin uzaydaki konumunu tam olarak belirlemek için belirtilmesi gereken en küçük bağımsız koordinat sayısına serbestlik derecesi sayısı denir. Örneğin, uzayda serbestçe hareket eden maddi bir noktanın üç serbestlik derecesi vardır: nokta, Kartezyen dikdörtgen koordinat sisteminin eksenleri boyunca üç bağımsız hareket yapabilir. Tamamen katı bir cismin altı serbestlik derecesi vardır: uzaydaki konumunu belirlemek için, koordinat eksenleri boyunca öteleme hareketini tanımlamak için üç serbestlik derecesi ve aynı eksenler etrafındaki dönüşü tanımlamak için üç serbestlik derecesi gerekir. Zamanı ölçmek için koordinat sistemi bir saatle donatılmıştır.

Bir referans gövdesi, onunla ilişkili bir koordinat sistemi ve birbiriyle senkronize edilmiş bir dizi saatin birleşimi bir referans sistemi oluşturur.

Bu, Newton yasalarına dayanarak hareketi inceleyen bir fizik dalıdır. Klasik mekanik ikiye ayrılır:
Temel kavramlar klasik mekanik kuvvet, kütle ve hareket kavramıdır. Klasik mekanikte kütle, eylemsizliğin bir ölçüsü veya bir cismin hareketsiz veya tekdüze bir durumu sürdürme yeteneği olarak tanımlanır. doğrusal hareketüzerine etki eden kuvvetin yokluğunda. Öte yandan, bir cisme etki eden kuvvetler, cismin hareketinin durumunu değiştirerek ivmeye neden olur. Bu iki etkinin etkileşimi ana tema Newton mekaniği.
Diğerleri önemli kavramlar Fiziğin bu dalı, etkileşim sürecinde nesneler arasında aktarılabilen enerji, momentum, açısal momentumdur. Enerji mekanik sistem kinetik (hareket enerjisi) ve potansiyel (vücudun diğer cisimlere göre konumuna bağlı olarak) enerjilerinden oluşur. Temel korunum yasaları bu fiziksel büyüklüklere uygulanır.
Klasik mekaniğin temelleri Galileo'nun yanı sıra Kopernik ve Kepler tarafından hareket yasalarını incelerken atıldı. gök cisimleri, Ve uzun zamandır mekanik ve fizik bu bağlamda ele alındı astronomik olaylar.
Kopernik, çalışmalarında, Aristoteles'in ortaya koyduğu ilkelerden uzaklaşırsak ve bu tür hesaplamaların başlangıç ​​​​noktası olarak Dünya'yı değil Güneş'i düşünürsek, gök cisimlerinin hareket kalıplarının hesaplanmasının önemli ölçüde basitleştirilebileceğini kaydetti. yani. Yermerkezli sistemlerden güneş merkezli sistemlere geçiş yapın.
Fikirler güneş merkezli sistem Kepler tarafından gök cisimlerinin hareketine ilişkin üç yasayla daha da resmileştirildi. Özellikle ikinci yasadan tüm gezegenlerin güneş sistemi Odak noktalarından biri Güneş olacak şekilde eliptik yörüngelerde hareket ederler.
Klasik mekaniğin temellerine bir sonraki önemli katkı, temel yasaları keşfeden Galileo tarafından yapılmıştır. mekanik hareketözellikle kuvvetlerin etkisi altındaki bedenler yer çekimi, beş evrensel hareket yasasını formüle etti.
Ancak yine de klasik mekaniğin ana kurucusunun şöhreti, "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" adlı çalışmasında öncülleri tarafından formüle edilen mekanik hareket fiziğindeki kavramların bir sentezini gerçekleştiren Isaac Newton'a aittir. Newton, kendi adını taşıyan üç temel hareket yasasını ve yasayı formüle etti. evrensel yerçekimi Galileo'nun bu fenomenle ilgili araştırmasının altında bir çizgi çizen serbest düşüş tel. Böylece, modası geçmiş Aristotelesçi olanın yerini almak üzere, temel yasalardan oluşan dünyanın yeni bir resmi yaratıldı.
Klasik mekanik, karşılaştığımız sistemler için doğru sonuçlar verir. günlük yaşam. Ancak hızı ışık hızına yaklaşan sistemlerde yanlış hale gelirler, yer değiştirilir. göreceli mekanik veya kuantum mekaniği yasalarının geçerli olduğu çok küçük sistemler için. Her iki özelliğin de bulunduğu klasik mekanik yerine bu özelliklerin her ikisini de birleştiren sistemler için kuantum teorisi alanlar. Çok özellikli sistemler için çok sayıda bileşenler veya serbestlik dereceleri, klasik mekanik de yeterlidir, ancak yöntemler kullanılır istatistiksel mekanik
Klasik mekanik kurtarır çünkü ilk olarak uygulanması diğer teorilere göre çok daha kolaydır ve ikinci olarak da harika fırsatlarçok geniş bir sınıfa yaklaşım ve uygulama için fiziksel nesneler, bir tepe veya top gibi olağan olanlardan başlayarak, birçok astronomik nesne (gezegenler, galaksiler) ve çok mikroskobik olanlardan).
Her ne kadar klasik mekanik genel taslak gibi diğer "klasik teorilerle uyumlu" klasik elektrodinamik ve termodinamik arasında, 19. yüzyılın sonlarında bulunan bu teoriler arasında bazı tutarsızlıklar vardır. Daha modern fizik yöntemleriyle çözülebilirler. Özellikle klasik elektrodinamik, ışık hızının sabit olduğunu öngörür ki bu durum, klasik mekanik ve yaratılışına yol açtı özel teori görelilik. Açıklamalarla birlikte ele alınan klasik mekaniğin ilkeleri klasik termodinamik Bu da entropinin değerini doğru olarak belirlemenin imkansız olduğu Gibbs paradoksuna yol açar. ultraviyole felaketi kesinlikle siyah gövde yayılmalı sonsuz sayı enerji. Kuantum mekaniği bu tutarsızlıkların üstesinden gelmek için yaratıldı.
Mekaniğin incelediği nesnelere mekanik sistemler denir. Mekaniğin görevi, mekanik sistemlerin özelliklerini, özellikle de bunların zaman içindeki evrimini incelemektir.
Klasik mekaniğin temel matematiksel aparatları, diferansiyel ve integral hesabı Newton ve Leibniz tarafından bunun için özel olarak geliştirildi. Klasik formülasyonunda mekanik Newton'un üç kanununa dayanmaktadır.
Aşağıda klasik mekaniğin temel kavramlarının bir sunumu yer almaktadır. Basitlik açısından, boyutları ihmal edilebilecek nesnenin yalnızca maddi noktasını dikkate alacağız. Maddi bir noktanın hareketi çeşitli parametrelerle karakterize edilir: konumu, kütlesi ve ona uygulanan kuvvetler.
Gerçekte klasik mekaniğin ele aldığı her cismin boyutları sıfırdan farklıdır. Elektron gibi maddi noktalar kuantum mekaniği kanunlarına uyar. Sıfır olmayan boyuttaki nesneler daha fazla deneyimleyebilir karmaşık hareketler, onların beri iç durum değişebilir, örneğin top da dönebilir. Ancak bu tür cisimler için, toplamlar dikkate alınarak maddi puanlar için elde edilen sonuçlar büyük miktar etkileşimli maddi noktalar. Çok karmaşık cisimler ele alınan problemin ölçeğine göre küçükse, maddi noktalar gibi davranırlar.
Yarıçap vektörü ve türevleri
Maddi bir nokta nesnesinin konumu, orijin adı verilen uzaydaki sabit bir noktaya göre belirlenir. Bu noktanın koordinatları ile belirtilebilir (örneğin, dikdörtgen sistem koordinatlar) veya yarıçap vektörü R, başlangıç ​​noktasından bu noktaya kadar çizilmiştir. Gerçekte maddi bir nokta zaman içinde hareket edebilir, dolayısıyla yarıçap vektörü genel durum zamanın bir fonksiyonudur. Klasik mekanikte, göreceli mekaniğin aksine, zamanın akışının tüm referans sistemlerinde aynı olduğuna inanılmaktadır.
Yörünge
Yörünge, genel durumda hareket eden maddi bir noktanın tüm konumlarının toplamıdır; şekli, noktanın hareketinin doğasına ve seçilen referans sistemine bağlı olan kavisli bir çizgidir.
Hareketli
Yer değiştirme, maddi bir noktanın başlangıç ​​ve son konumlarını birbirine bağlayan bir vektördür.
Hız
Hız veya hareketin meydana geldiği zamana oranı, hareketin zamana göre birinci türevi olarak tanımlanır:

Klasik mekanikte hızlar toplanıp çıkarılabilir. Örneğin, eğer bir araba 60 km/saat hızla batıya doğru gidiyorsa ve aynı yönde 50 km/saat hızla hareket eden bir başka arabayı yakalarsa, ikinci arabaya göre birinci araba, batıya 60-50 = 10 km/saat hızla gidiyor. Ancak gelecekte hızlı arabalar doğuya doğru 10 km/saat hızla daha yavaş hareket edecek.
Belirlemek için bağıl hız her durumda kurallar geçerlidir vektör cebiri hız vektörlerini derlemek için.
Hızlanma
Hızlanma veya hız hız değişiklikleri bu hızın zamana göre türevi veya yer değiştirmenin zamana göre ikinci türevidir:

İvme vektörünün büyüklüğü ve yönü değişebilir. Özellikle hız düşerse bazen hızlanma ve yavaşlama olur ama genel olarak hızdaki herhangi bir değişiklik olur.
Kuvvet. Newton'un ikinci yasası
Newton'un ikinci yasası, maddi bir noktanın ivmesinin ona etki eden kuvvetle doğru orantılı olduğunu ve ivme vektörünün bu kuvvetin etki çizgisi boyunca yönlendirildiğini belirtir. Başka bir deyişle, bu yasa bir cisme etki eden kuvveti kütlesi ve ivmesiyle ilişkilendirir. O zaman Newton'un ikinci yasası şöyle görünür:

Büyüklük M v dürtü denir. Genellikle kitle M zamanla değişmez ve Newton yasası basitleştirilmiş bir biçimde yazılabilir.

Nerede A Yukarıda tanımlanan ivme. Vücut ağırlığı M Her zaman zamanla değil. Örneğin yakıt kullanıldıkça roketin kütlesi azalır. Bu gibi durumlarda son ifade geçerli değildir ve kullanılması gerekir. tam form Newton'un ikinci yasası.
Newton'un ikinci yasası bir parçacığın hareketini açıklamak için yeterli değildir. Ona etki eden gücün belirlenmesini gerektirir. Örneğin, bir cismin bir gaz veya sıvı içinde hareket etmesi durumunda ortaya çıkan sürtünme kuvvetinin tipik ifadesi şu şekilde tanımlanır:

Nerede? sürtünme katsayısı adı verilen bir sabit.
Newton'un ikinci yasasına göre tüm kuvvetler belirlendikten sonra şunu elde ederiz: diferansiyel denklem hareket denklemi denir. Örneğimizde parçacığa etki eden tek bir kuvvetle şunu elde ederiz:

.

Entegre edersek şunu elde ederiz:

Nerede Başlangıç ​​hızı. Bu, nesnemizin hızının katlanarak sıfıra düşmesi anlamına gelir. Bu ifade, zamanın bir fonksiyonu olarak cismin yarıçap vektörü r için bir ifade elde etmek üzere tekrar entegre edilebilir.
Bir parçacığa birden fazla kuvvet etki ediyorsa, bunlar vektör toplama kurallarına göre toplanır.
Enerji
Eğer güç F Sonuç olarak hareket eden bir parçacık üzerinde etki eder mi? R, o zaman yapılan iş şuna eşittir:

Parçacığın kütlesi ise, Newton'un ikinci yasasından itibaren tüm kuvvetlerle yapılan özlem işi

,

Nerede T kinetik enerji. Maddi bir nokta için şu şekilde tanımlanır:

Birçok parçacıktan oluşan karmaşık nesneler için cismin kinetik enerjisi toplamına eşittir. kinetik enerjiler tüm parçacıklar.
Korunumlu kuvvetlerin özel bir sınıfı bir gradyanla ifade edilebilir skaler fonksiyon potansiyel enerji olarak bilinir V:

Bir parçacığa etki eden tüm kuvvetler korunumlu ise ve V eklenmesiyle elde edilen toplam potansiyel enerji potansiyel enerjiler o zaman tüm gücümüzle
Onlar. toplam enerji E = T + V zamanla devam eder. Bu temellerden birinin bir tezahürüdür. fiziksel yasalar koruma. Klasik mekanikte pratikte yararlı olabilir çünkü doğadaki birçok kuvvet türü muhafazakardır.
Newton yasalarının aşağıdakiler için birkaç önemli anlamı vardır: katılar(bkz: açısal momentum)
Klasik mekaniğin iki önemli alternatif formülasyonu da vardır: Lagrange mekaniği ve Hamilton mekaniği. Newton mekaniğine eşdeğerdirler ancak bazen belirli sorunların analizinde faydalıdırlar. Onlar da diğerleri gibi modern formülasyonlar kuvvet kavramını kullanmayın, bunun yerine enerji gibi diğer fiziksel büyüklüklere atıfta bulunun.

GİRİİŞ

Fizik, doğanın en genel özelliklerini inceleyen bilimidir. maddi dünya, tüm doğal olayların temelinde yatan maddenin en genel hareket biçimleri. Fizik bu olayların uyduğu yasaları belirler.

Fizik ayrıca maddi cisimlerin özelliklerini ve yapısını inceler ve fizik yasalarının teknolojide pratik kullanım yollarını gösterir.

Maddenin çeşitli biçimlerine ve hareketine uygun olarak fizik bir dizi bölüme ayrılmıştır: mekanik, termodinamik, elektrodinamik, titreşim ve dalga fiziği, optik, atom fiziği, çekirdek ve temel parçacıklar.

Fizik ve diğer doğa bilimlerinin kesiştiği noktada yeni bilimler ortaya çıktı: astrofizik, biyofizik, jeofizik, fiziksel kimya vb.

Fizik teorik temel teknoloji. Fiziğin gelişimi, uzay teknolojisi, nükleer teknoloji, kuantum elektroniği vb. gibi yeni teknoloji dallarının yaratılmasının temelini oluşturdu. Buna karşılık, teknik bilimlerin gelişimi, tamamen yeni fiziksel araştırma yöntemlerinin yaratılmasına katkıda bulunuyor. Fizik ve ilgili bilimlerin gelişimini belirler.

KLASİK MEKANİĞİN FİZİKSEL TEMELLERİ

BEN. Mekanik. Genel kavramlar

Mekanik, maddenin en basit hareket biçimi olan mekanik hareketi inceleyen bir fizik dalıdır.

Mekanik hareket, belirli bir hedefe veya geleneksel olarak hareketsiz kabul edilen cisimler sistemine göre uzayda incelenen cismin pozisyonundaki değişiklik olarak anlaşılmaktadır. Herhangi bir periyodik sürecin seçilebildiği, saati olan cisimlerden oluşan böyle bir sisteme ne ad verilir? referans sistemi(BU YÜZDEN.). BU YÜZDEN. genellikle kolaylık sağlamak için seçilir.

İçin matematiksel açıklama S.O. ile hareket Genellikle dikdörtgen olan bir koordinat sistemini ilişkilendirirler.

Mekanikteki en basit cisim maddi bir noktadır. Bu, mevcut problem koşullarında boyutları ihmal edilebilecek bir cisimdir.

Boyutları ihmal edilemeyecek herhangi bir cisim, maddi noktalar sistemi olarak kabul edilir.

Mekanik ikiye ayrılır kinematik Sebeplerini incelemeden hareketin geometrik tanımını ele alan, dinamik, kuvvetlerin etkisi altındaki cisimlerin hareket yasalarını inceleyen ve cisimlerin denge koşullarını inceleyen statik.

2. Bir noktanın kinematiği

Kinematik cisimlerin uzay-zamansal hareketini inceler. Hareket, yol gibi kavramlarla çalışır. , zaman t, hız , hızlanma.

Maddi bir noktanın hareketi sırasında çizdiği çizgiye yörünge denir. Hareket yörüngelerinin şekline göre doğrusal ve eğrisel olarak ayrılırlar. Vektör , İlk I ve son 2 noktayı birleştirmeye hareket denir (Şekil I.I).

Zamanın her anı t'nin kendi yarıçap vektörü vardır
:

T Bu şekilde bir noktanın hareketi bir vektör fonksiyonu ile tanımlanabilmektedir.

tanımladığımız vektör hareketi belirtmenin yolu veya üç skaler fonksiyon

X= X(T); sen= sen(T); z= z(T) , (1.2)

kinematik denklemler denir. Hareket görevini belirlerler koordinat yol.

Bir noktanın hareketi, zamanın her anı için noktanın yörünge üzerindeki konumu belirlenirse de belirlenecektir; bağımlılık

Hareket görevini belirler doğal yol.

Bu formüllerin her biri temsil eder kanun noktanın hareketi.

3. Hız

Eğer t 1 süresi yarıçap vektörüne karşılık geliyorsa , A
, ardından aralık için
vücut hareket edecek
. Bu durumda ortalama hız
t miktardır

, (1.4)

yörüngeye göre I ve 2 noktalarından geçen bir keseni temsil eder. Hız t zamanında bir vektör denir

, (1.5)

Bu tanımdan, yörüngenin her noktasındaki hızın ona teğet olarak yönlendirildiği anlaşılmaktadır. (1.5)'ten hız vektörünün projeksiyonları ve büyüklüğünün aşağıdaki ifadelerle belirlendiği sonucu çıkar:

Hareket kanunu (1.3) verilirse hız vektörünün büyüklüğü aşağıdaki gibi belirlenecektir:

, (1.7)

Böylece, hareket yasasını (I.I), (1.2), (1.3) bilerek, hız doktorunun vektörünü ve modülünü hesaplayabilir ve tersine, (1.6), (1.7) formüllerinden hızı bilerek, şunları yapabilirsiniz: Koordinatları ve yolu hesaplayın.

4. Hızlanma

Keyfi hareket sırasında hız vektörü sürekli olarak değişir. Hız vektörünün değişim oranını karakterize eden miktara ivme denir.

Eğer içerideyse. zaman içindeki an t 1 puanlık hız ve ne zaman t 2 - , o zaman hız artışı şu şekilde olacaktır (Şek.1.2). Ortalama ivme n
bu durumda

ve anlık

, (1.9)

Projeksiyon ve ivme modülü için elimizde: , (1.10)

Ayarlanmışsa doğal yol hareket ederse ivme bu şekilde belirlenebilir. Hızın büyüklük ve yönde değişmesi, hız artışı iki boyuta ayrıştırılmış;
- boyunca yönlendirilmiş (büyüklükte hız artışı) ve
- dik olarak yönlendirilmiş (yönde hız artışı), yani. = + (Şek. I.З). (1.9)'dan şunu elde ederiz:

(1.11);
(1.12)

Teğetsel (teğetsel) ivme, büyüklükteki değişim oranını karakterize eder (1.13)

normal (merkezcil ivme) yön değişiminin hızını karakterize eder. Hesaplamak A N dikkate almak

OMN ve MPQ, noktanın yörünge boyunca küçük hareketi koşulu altında. Bu üçgenlerin benzerliğinden PQ:MP=MN:OM'yi buluruz:

Bu durumda toplam ivme şu şekilde belirlenir:

, (1.15)

5. Örnekler

I. Eşit değişken doğrusal hareket. Bu sabit ivmeli bir harekettir (
). (1.8)’den buluyoruz

veya
, Nerede v 0 - zamandaki hız T 0. İnanmak T 0 =0, buluruz
, ve kat edilen mesafe S formül (I.7)'den:

Nerede S 0 başlangıç ​​koşullarından belirlenen bir sabittir.

2. Düzgün hareketçevresi etrafında. Bu durumda hız yalnızca yönde değişir, yani
- merkezcil ivme.

I. Temel kavramlar

Cisimlerin uzaydaki hareketi, birbirleriyle mekanik etkileşimlerinin bir sonucudur, bunun sonucunda cisimlerin hareketinde bir değişiklik veya deformasyon meydana gelir. Dinamikte mekanik etkileşimin bir ölçüsü olarak bir miktar eklenir - kuvvet . Belirli bir vücut için kuvvet, dış bir faktördür ve hareketin doğası, vücudun kendi özelliklerine bağlıdır - üzerine uygulanan dış etkilere uyum veya vücudun atalet derecesi. Bir cismin eylemsizlik ölçüsü kütlesidir T vücut maddesinin miktarına bağlı olarak.

Böylece mekaniğin temel kavramları şunlardır: Hareketli madde, hareketli maddenin varoluş biçimleri olarak uzay ve zaman, cisimlerin eylemsizliğinin ölçüsü olarak kütle, cisimler arasındaki mekanik etkileşimin ölçüsü olarak kuvvet. kanunlar! Newton tarafından deneysel gerçeklerin genelleştirilmesi ve açıklığa kavuşturulması için formüle edilen hareketler.

2. Mekaniğin kanunları

1. yasa. Her cisim, dış etkiler bu durumu değiştirmediği sürece bir dinlenme durumunu veya düzgün doğrusal hareket durumunu korur. Birinci yasa, eylemsizlik yasasını ve ayrıca kuvvetin, bedenin eylemsizlik durumunu ihlal eden bir neden olarak tanımını içerir. Bunu matematiksel olarak ifade etmek için Newton, bir cismin momentumu veya momentumu kavramını ortaya attı:

(2.1)

o zaman eğer

2. yasa. Momentumdaki değişim uygulanan kuvvetle orantılıdır ve bu kuvvetin etki yönünde meydana gelir. Ölçü birimlerinin seçilmesi M ve böylece orantılılık katsayısı bire eşit, alıyoruz

veya
(2.2)

Eğer hareket ederken M= yapı , O

veya
(2.3)

Bu durumda 2. yasa şu şekilde formüle edilir: Kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu yasa dinamiğin temel yasasıdır ve verilen kuvvetlere ve başlangıç ​​koşullarına göre cisimlerin hareket yasasını bulmamızı sağlar. 3. yasa. İki cismin birbirine etki ettiği kuvvetler eşit ve yönlüdür zıt taraflar, yani
, (2.4)

Newton yasaları, cisme etki eden belirli kuvvetler belirtildikten sonra özel bir anlam kazanır. Örneğin, mekanikte sıklıkla cisimlerin hareketi şu kuvvetlerin etkisinden kaynaklanır: Yerçekimi kuvveti.
r, cisimler arasındaki mesafedir, yerçekimi sabitidir; yerçekimi - Dünya yüzeyine yakın yer çekimi kuvveti, P= mg; sürtünme kuvveti
,Nerede k temeli klasik mekanik Newton yasaları yalan söylüyor. Kinematik çalışmaları...

Mekanik- Newton yasalarına dayanarak, cisimlerin zaman içinde uzaydaki konumlarındaki değişikliklerin yasalarını ve bunlara neden olan nedenleri inceleyen bir fizik dalı. Bu nedenle sıklıkla “Newton mekaniği” olarak anılır.

Klasik mekanik ikiye ayrılır:

statik(vücutların dengesini dikkate alan)

kinematik(hangi çalışmalar geometrik özellik nedenleri dikkate alınmadan yapılan hareket)

dinamikler(bedenlerin hareketini dikkate alır).

Mekaniğin temel kavramları:

Uzay.

Cisimlerin hareketinin Öklidyen, mutlak (gözlemciden bağımsız), homojen (uzaydaki herhangi iki nokta ayırt edilemez) ve izotropik (uzaydaki herhangi iki yön ayırt edilemez) uzayda meydana geldiğine inanılmaktadır.- Zaman temel kavram

klasik mekanikte tanımlanmamıştır. Zamanın mutlak, homojen ve izotropik olduğuna inanılmaktadır (klasik mekaniğin denklemleri zamanın akış yönüne bağlı değildir) Referans çerçevesi

– bir referans cismi (mekanik sistemin hareketinin dikkate alındığı gerçek veya hayali belirli bir cisim) ve bir koordinat sisteminden oluşurÖnemli nokta - problemde boyutları ihmal edilebilecek bir nesne. Aslında klasik mekaniğin kanunlarına uyan herhangi bir cismin mutlaka sıfır olmayan bir boyutu vardır. Sıfır boyutlu olmayan gövdeler, iç konfigürasyonları değişebileceğinden (örneğin gövde dönebileceğinden veya deforme olabileceğinden) karmaşık hareketler yaşayabilir. Ancak, belirli durumlar İle benzer organlar

Maddi noktalar için elde edilen sonuçlar, bu tür cisimleri çok sayıda etkileşimli maddi noktanın toplamı olarak düşünürsek uygulanabilir. Ağırlık

- cisimlerin eylemsizliğinin bir ölçüsü. Yarıçap vektörü

- Koordinatların başlangıç ​​noktasından cismin bulunduğu noktaya kadar çizilen bir vektör, cismin uzaydaki konumunu karakterize eder. Hız

yolun zamana göre türevi olarak tanımlanan, zaman içinde vücut pozisyonundaki değişikliklerin bir özelliğidir. Hızlanma

- hızın zamana göre türevi olarak tanımlanan hızın değişim oranı. Nabız - vektör fiziksel miktarı,ürüne eşit

hızı üzerinde maddi bir noktanın kütlesi. Kinetik enerji

- cisim kütlesinin hızının karesinin yarısı olarak tanımlanan maddi bir noktanın hareket enerjisi. Kuvvet

- bedenlerin birbirleriyle etkileşiminin derecesini karakterize eden fiziksel bir miktar. Aslında kuvvetin tanımı Newton'un ikinci yasasıdır. Muhafazakar kuvvet- işi yörüngenin şekline bağlı olmayan bir kuvvet (yalnızca başlangıçtaki ve bitiş noktası kuvvetlerin uygulanması). Korunumlu kuvvetler, herhangi bir kapalı yörünge boyunca işi 0'a eşit olan kuvvetlerdir. muhafazakar güçler, O

Enerji tüketen kuvvetler- mekanik bir sistem üzerindeki etkisi altında toplam mekanik enerjisinin azaldığı (yani dağıldığı), diğer mekanik olmayan enerji biçimlerine, örneğin ısıya dönüştüğü kuvvetler.

Mekaniğin temel yasaları

Galileo'nun görelilik ilkesi- klasik mekaniğin dayandığı temel prensip, temel alınarak formüle edilmiş görelilik ilkesidir. ampirik gözlemler G. Galileo. Bu prensibe göre, serbest bir cismin hareketsiz olduğu veya büyüklüğü ve yönü sabit bir hızla hareket ettiği sonsuz sayıda referans sistemi vardır. Bu referans sistemlerine eylemsiz denir ve birbirlerine göre düzgün ve doğrusal olarak hareket ederler. Tüm eylemsiz referans sistemlerinde uzay ve zamanın özellikleri aynıdır ve mekanik sistemlerdeki tüm işlemler aynı yasalara tabidir.

Newton yasaları

Klasik mekaniğin temeli Newton'un üç kanunudur.

Newton'un ilk yasası eylemsizlik özelliğinin varlığını ortaya koyar maddi organlar ve serbest bir cismin hareketinin şu şekilde gerçekleştiği bu tür referans sistemlerinin varlığını varsayar: sabit hız(bu tür referans sistemlerine atalet denir).

Newton'un ikinci yasası kuvvet kavramını bir cismin etkileşiminin bir ölçüsü olarak ortaya koyar ve ampirik gerçeklere dayanarak kuvvetin büyüklüğü, cismin ivmesi ve onun eylemsizliği (kütle ile karakterize edilen) arasında bir bağlantı olduğunu varsayar. Matematiksel formülasyonda Newton'un ikinci yasası çoğunlukla şu şekilde yazılır:

Nerede F-vücuda etki eden kuvvetlerin sonuç vektörü;

A- vücut ivme vektörü;

m vücut ağırlığıdır.

Newton'un üçüncü yasası- İkinciden birinci cisme etki eden her kuvvete karşılık, birinciden ikinci cisme etki eden, eşit büyüklükte ve zıt yönde bir karşıt kuvvet vardır.

Enerjinin Korunumu Kanunu

Enerjinin korunumu yasası, yalnızca korunumlu kuvvetlerin etki ettiği kapalı sistemler için Newton yasalarının bir sonucudur. Aralarında yalnızca korunumlu kuvvetlerin etki ettiği kapalı bir cisimler sisteminin toplam mekanik enerjisi sabit kalır.

Makineler ve mekanizmalar teorisi

Temel kavramlar ve tanımlar.

Mekanizmalar ve makineler teorisi, yüksek performanslı mekanizmalar ve makinelerin araştırılması ve geliştirilmesiyle ilgilidir.

Mekanizma- biri sabit olan ve diğerlerinin tümü sabit maddi gövdeye göre iyi tanımlanmış hareketler gerçekleştiren bir dizi hareketli malzeme gövdesi.

Bağlantılar– mekanizmanın oluştuğu maddi gövdeler.

Raf- sabit bir bağlantı.

Stand tasvir edilmiştir. Başlangıçta hareketin bildirildiği bağlantıya denir giriş(başlangıç, önde gelen). Mekanizmanın tasarlandığı hareketi yapan bağlantı - izin günü bağlantı

Krank kaydırma mekanizması

Eğer bu bir kompresörse, bağlantı 1 giriş, bağlantı 3 ise çıkıştır.

Bu bir içten yanmalı motor mekanizmasıysa, bağlantı 3 girdidir ve bağlantı 1 çıkıştır.

Kinematik çift- bunlara izin veren hareketli bir bağlantı bağlantısı bağıl hareket. Diyagramdaki tüm kinematik çiftler harflerle gösterilmiştir Latin alfabesiörneğin A, B, C vb.

Öyleyse K.P. – rotasyonel; eğer öyleyse ilerici.

Bağlantıların numaralandırma sırası:

giriş bağlantısı – 1;

durmak son numaradır.

Bağlantılar şunlardır:

basit - tek parçadan oluşur;

karmaşık - birbirine sıkı bir şekilde tutturulmuş ve aynı hareketi gerçekleştiren birkaç parçadan oluşur.

Örneğin içten yanmalı bir motor mekanizmasının biyel grubu.

Birbirine bağlanan bağlantılar, aşağıdakilere ayrılan kinematik zincirler oluşturur:

basit ve karmaşık;

kapalı ve açık.

Araba- Belirli bir tür teknolojik sürecin uygulanmasının bir sonucu olarak, insan emeğini otomatikleştirebilen veya mekanize edebilen teknik bir cihaz.

Makineler türlere ayrılabilir:

enerji;

teknolojik;

ulaşım;

bilgilendirici.

Enerji makineleri ikiye ayrılır:

motorlar;

dönüştürme makineleri.

Motor- bir enerji türünü diğerine dönüştüren teknik bir cihaz. Örneğin içten yanmalı motor.

Trafo makinesi- Dışarıdan enerji tüketen ve faydalı işler yapan teknik bir cihaz. Örneğin pompalar, makineler, presler.

Motor ve teknolojinin teknik kombinasyonu (çalışan makine) – Makine ünitesi(MA).

Motorun ve çalışan makinenin de belirli bir mekanik özelliği vardır.

 1 – motor milinin dönme hızı;

 2 – çalışan makinenin ana milinin döneceği hız.

 1 ve  2 birbirine uygun olarak yerleştirilmelidir.

Örneğin hız n 1 =7000 rpm ve n 2 =70 rpm.

Motorun ve çalışma makinesinin mekanik özelliklerini uyumlu hale getirmek için aralarına kendi mekanik özelliklerine sahip bir aktarma mekanizması yerleştirilmiştir.

u P =1/2=700/70=10

Aşağıdakiler bir aktarım mekanizması olarak kullanılabilir:

sürtünme aktarımları (sürtünmeyi kullanarak);

zincir şanzımanları (motosiklet tahriki);

dişliler.

Kol mekanizmaları çoğunlukla çalışan bir makine olarak kullanılır.

Ana kaldıraç mekanizmaları türleri.

1. Krank-kaydırıcı mekanizması.

a) merkezi (Şekil 1);

b) eksen dışı (deoksil) (Şekil 2);

e - eksantriklik

Pirinç. 2

1-krank, çünkü bağlantı devreye giriyor tam dönüş kendi ekseni etrafında;

2-rafa bağlı olmayan biyel kolu düz bir hareket yapar;

3 kaydırıcı (piston), öteleme hareketi yapar;

2. Dört eklemli mekanizma.

1,3 numaralı bağlantılar krank olabilir.

Dişli 1 ve 3 krank ise mekanizma çift kranklıdır.

Eğer yıldız 1 bir krank ise (tam devir yapar) ve yıldız 3 bir külbütör kolu ise (eksik bir devir yapar), o zaman mekanizma bir krank külbütör koludur.

Yıldızlar 1,3 - külbütör kolu ise, mekanizma çift külbütördür.

3. Sallanma mekanizması.

1 - krank;

2 - külbütör taşı (burç) yıldız 1 ile birlikte A etrafında tam bir dönüş yapar (1 ve 2 aynıdır) ve ayrıca yıldız 3 boyunca hareket ederek dönmesine neden olur;

3 - külbütör kolu (sahne).

4.Hidrolik silindir

(Kinematik olarak sallanma mekanizmasına benzer).

Tasarım süreci sırasında tasarımcı iki sorunu çözer:

analiz(keşfediyor hazır mekanizma);

sentez(gerekli parametrelere göre yeni bir mekanizma tasarlanmaktadır);

Mekanizmanın yapısal analizi.

Kinematik çift kavramı ve sınıflandırılması.

Birbirine sabit olarak bağlanan iki bağlantı kinematik bir çift oluşturur. Tüm kinematik çiftler iki bağımsız sınıflandırmaya tabidir:

Çift sınıflandırma örnekleri:

Kinematik çifti “vida-somun” olarak ele alalım. Bu çiftin hareketlilik derecesi sayısı 1, uygulanan bağlantı sayısı ise 5'tir. Bu çift beşinci sınıf bir çift olacak, bir vida veya somun için yalnızca bir hareket türü serbestçe seçilebilecek, ikinci hareket ise eşlik etmek.

Kinematik zincir– farklı sınıfların kinematik çiftleri ile birbirine bağlanan bağlantılar.

Kinematik zincirler uzaysal veya düz olabilir.

Uzaysal kinematik zincirler– bağlantıları farklı düzlemlerde hareket eden zincirler.

Düz kinematik zincirler– Bağlantıları aynı veya paralel düzlemlerde hareket eden zincirler.

100 rupi ilk siparişe bonus

İş türünü seçin Tez Kurs Soyut Yüksek lisans tezi Uygulama raporu Makale Raporu İnceleme Test çalışması Monografi Sorun çözme İş planı Soruların yanıtları Yaratıcı çalışma Kompozisyon Çizimi Çeviri Sunumları Yazma Diğer Metnin özgünlüğünün arttırılması Doktora tezi Laboratuvar çalışmasıÇevrimiçi yardım

Fiyatı öğren

Klasik (Newtoncu) mekanik, maddi nesnelerin boşluktaki ışık hızından önemli ölçüde daha düşük hızlardaki hareketini inceler.

Klasik mekaniğin oluşumunun başlangıcı İtalyan ismiyle ilişkilendirilir. bilim adamı Galileo Galilei(1564-1642). İlk olarak doğal felsefi düşünceden hareket etti doğal olaylar bilimsel ve teorik olana.

Klasik fiziğin temelleri Galileo, Kepler ve Descartes'ın çalışmalarıyla atılmış, bu bilimin binası da Newton'un çalışmalarıyla inşa edilmiştir.

Galileo

1. Klasik mekaniğin temel ilkesini oluşturdu - eylemsizlik ilkesi

Hareket - uygun ve temel, doğal durum vücutlar, sürtünme ve başkalarının hareketleri dış kuvvetler vücudun hareketini değiştirebilir, hatta durdurabilir.

2. Klasik mekaniğin bir başka temel ilkesini formüle etti - görelilik ilkesi - Tüm ISO'ların eşitliği.

Bu prensibe göre, düzgün hareket eden bir sistem içerisinde her şey mekanik süreçler sistem sanki duruyormuş gibi gerçekleşir.

3. Hareketin göreliliği ilkesi, bir ISO'dan diğerine geçişin kurallarını belirler.

Bu kurallara Galilean dönüşümleri denir ve bir ISO'nun diğerine yansıtılmasından oluşurlar.

Galile dönüşümleri, mekanik hareket yasalarının formülasyonuna belirli bir gereklilik getirir: Bu yasalar, herhangi bir ISO'da değişmez kalacak şekilde formüle edilmelidir.

Bir A cismine atanmasına izin verin Kartezyen sistem Koordinatları x,y,z olarak gösterilen ve cismin parametrelerini (xl,yl,zl) vuruşlarıyla paralel bir koordinat sisteminde belirlememiz gerekiyor. Basit olması açısından vücudun bir noktasının parametrelerini belirleyeceğiz ve uyumlu koordinat ekseni x ekseni ile x1. Bunu da kabul edelim koordinat sistemi vuruşlarla hareketsizdir ve vuruşlar olmadan düzgün ve doğrusal olarak hareket eder. O halde Galile dönüşümlerinin kuralları şu şekildedir:

4. Serbest düşme yasasının formülasyonu (serbest düşen bir cismin yolu, 9,81 m/s2'ye eşit ivmeyle orantılıdır.

Galileo'nun araştırmasını geliştiren ve derinleştiren Newton şunu formüle etti: mekaniğin üç kanunu.

1. Her cisim dinlenme halindedir veya düzgün ve doğrusal hareket halindedir. Ta ki diğer bedenlerin etkisi onu bu durumu değiştirmeye zorlayana kadar.

Birinci yasanın anlamı, eğer bir cismin üzerine hiçbir dış kuvvet etki etmiyorsa, o cismin hareketsiz olduğu bir referans çerçevesinin var olduğudur. Ancak eğer bir karede cisim hareketsizse, o zaman cismin sabit hızla hareket ettiği başka birçok referans çerçevesi vardır. Bu sistemlere atalet (ISO) denir.

ISO'ya göre düzgün ve doğrusal olarak hareket eden herhangi bir referans sistemi de bir ISO'dur.

2. İkinci yasa, diğer organların vücut üzerindeki etkisinin sonuçlarını dikkate alır. Bunu yapmak için kuvvet adı verilen fiziksel bir miktar kullanılır.

Kuvvet, bir cismin diğeri üzerindeki mekanik etkisinin vektörel niceliksel ölçüsüdür.

Kütle, ataletin bir ölçüsüdür (atalet, bir cismin durumundaki değişikliklere direnme yeteneğidir).

Nasıl daha fazla kütle Diğer her şey eşit olduğunda, vücudun alacağı ivme ne kadar az olursa.

Newton'un ikinci yasasının bir başkası için daha genel bir formülasyonu vardır. fiziksel miktar– vücut dürtüsü. Momentum, bir cismin kütlesinin ve hızının ürünüdür:

Dış kuvvetlerin yokluğunda cismin momentumu değişmez, yani korunur. Bu durum, diğer cisimlerin vücuda etki etmemesi veya onların etkisinin telafi edilmesi durumunda elde edilir.

3. İki maddi cismin birbirleri üzerindeki etkileri, kuvvetin büyüklüğü açısından sayısal olarak eşittir ve zıt yönlerde yönlendirilir.

Kuvvetler bağımsız hareket eder. Birkaç cismin başka bir cisme etki ettiği kuvvet, bu cisimlerin ayrı ayrı etki edeceği kuvvetlerin vektör toplamıdır.

Bu ifade temsil eder süperpozisyon ilkesi.

Maddi noktaların dinamiği, özellikle bir sistemin momentumunun korunumu yasası, Newton yasalarına dayanmaktadır.

Mekanik bir sistemi oluşturan parçacıkların momentumlarının toplamına sistemin impulsu denir. İç kuvvetler, yani sistemdeki cisimlerin birbirleriyle etkileşimleri sistemin toplam momentumundaki değişiklikleri etkilemez. Bundan şu sonuç çıkıyor momentumun korunumu kanunu: Dış kuvvetlerin yokluğunda, maddi noktalar sisteminin momentumu sabit kalır.

Korunan bir diğer miktar ise enerji– her tür maddenin hareketinin ve etkileşiminin genel niceliksel ölçüsü. Enerji yoktan var olmaz ve yok olmaz, yalnızca bir formdan diğerine geçebilir.

Enerjideki değişimin ölçüsü iştir. Klasik mekanikte iş, kuvvetin büyüklüğüne, yönüne ve uygulandığı noktanın yer değiştirmesine bağlı olan kuvvetin hareketinin bir ölçüsü olarak tanımlanır.

Enerjinin Korunumu Yasası: Sistemde dış kuvvetlerin yaptığı iş sıfırsa toplam mekanik enerji değişmeden kalır (veya korunur).

Klasik mekanikte, tüm mekanik süreçlerin katı determinizm ilkesine tabi olduğuna inanılmaktadır (determinizm, fenomenlerin evrensel nedenselliği ve düzenliliği doktrinidir), bu da olasılığın tanınmasından oluşur. kesin tanım Mekanik bir sistemin gelecekteki durumu önceki durumuna göre belirlenir.

Newton iki tanesini tanıttı soyut kavramlar– “mutlak uzay” ve “mutlak zaman”.

Newton'a göre uzay, tüm cisimlerin (yani boşluğun) mutlak hareketsiz, homojen izotropik sonsuz bir kabıdır. Ve zaman, süreçlerin saf homojen, tekdüze ve süreksiz süresidir.

Klasik fizikte dünyanın birçok parçaya ayrılabileceğine inanılıyordu. bağımsız unsurlar deneysel yöntemler. Bu yöntem prensipte sınırsızdır, çünkü tüm dünya bir koleksiyondur. çok büyük sayı bölünmez parçacıklar. Dünyanın temeli atomlardır, yani. küçük, bölünemez, yapısız parçacıklar. Atomlar mutlak uzay ve zamanda hareket ederler. Zaman, özellikleri kendisi tarafından belirlenen bağımsız bir madde olarak kabul edilir. Uzay da bağımsız bir maddedir.

Tözün bir öz, altta yatan bir şey olduğunu hatırlayalım. Felsefe tarihinde töz farklı şekillerde yorumlanmıştır: bir alt tabaka olarak, yani. bir şeyin temeli; bağımsız varoluş yeteneğine sahip bir şey; konudaki değişimin temeli ve merkezi olarak; mantıksal bir konu olarak Zamanın bir madde olduğunu söylediklerinde, onun bağımsız olarak var olma yeteneğine sahip olduğunu kastediyorlar.

Klasik fizikte uzay mutlaktır, yani maddeden ve zamandan bağımsızdır. Uzaydaki her şeyi kaldırabilirsiniz maddi nesneler, ancak mutlak uzay kalır. Alan homojendir, yani. tüm noktaları eşdeğerdir. Uzay izotropiktir, yani. tüm yönleri eşdeğerdir. Zaman da homojendir, yani. tüm anları eşdeğerdir.

Uzay Öklid geometrisi ile tanımlanır; buna göre en kısa mesafe iki nokta arasında düz bir çizgi vardır.

Uzay ve zaman sonsuzdur. Sonsuzluklarının anlaşılması matematiksel analizden ödünç alınmıştır.

Uzayın sonsuzluğu ne olursa olsun anlamına gelir büyük sistem Biz almadık, her zaman daha büyük olanı işaret edebilirsiniz. Zamanın sonsuzluğu, ne kadar sürerse sürsün demektir bu süreç, her zaman dünyada daha uzun süre dayanacak birini işaret edebilirsiniz.

Galile dönüşümlerinin kuralları, uzay ve zamanın parçalılığından ve mutlaklığından kaynaklanır.

Hareketli cisimlerin uzay ve zamandan izolasyonundan yola çıkarak, klasik mekaniğin hızları toplama kuralı şu şekildedir: basit ekleme veya birbirine göre hareket eden iki cismin hızlarının çıkarılması.

ux = u"x + υ, uy = u"y, uz = u"z.

Klasik mekaniğin yasaları ilk denklemi formüle etmeyi mümkün kıldı. bilimsel resim dünya - mekanik.

İlk olarak klasik mekanik geliştirildi bilimsel kavram maddenin hareketi. Şimdi hareket, cisimlerin ebedi ve doğal bir durumu, onların temel durumu olarak yorumlanıyor; bu, hareketin dışarıdan getirildiğinin kabul edildiği Galile öncesi mekaniğin tam tersidir. Fakat aynı zamanda klasik fizikte mekanik hareket mutlaklaştırılmıştır.

Aslında klasik fizik, maddeyi gerçek veya ağır kütleye indirgeyen benzersiz bir madde anlayışı geliştirdi. Bu durumda cisimlerin kütlesi her türlü sürüş koşulunda ve her hızda değişmeden kalır. Daha sonra mekanikte, cisimleri maddi noktaların idealize edilmiş görüntüsüyle değiştirme kuralı oluşturuldu.

Mekaniğin gelişimi nesnelerin fiziksel özelliklerine ilişkin fikirlerin değişmesine yol açtı.

Klasik fizikölçüm sırasında keşfedilen özelliklerin nesnenin doğasında ve yalnızca onun doğasında olduğunu kabul etti (özelliklerin mutlaklığı ilkesi). Bunu hatırlayalım fiziksel özellikler Nesneler niteliksel ve niceliksel olarak karakterize edilir. Niteliksel özelliklerözellikler onun özüdür (örneğin hız, kütle, enerji vb.). Klasik fizik, biliş araçlarının incelenen nesneleri etkilemediği gerçeğinden yola çıkmıştır. İçin çeşitli türler Mekanik problemlerde biliş aracı referans sistemidir. Giriş olmadan, mekanik bir sorunu doğru bir şekilde formüle etmek veya çözmek imkansızdır. Bir nesnenin özellikleri ne niteliksel ne de niceliksel özellikler referans sistemine bağlı değildirler, mutlak olarak adlandırılırlar. Dolayısıyla, belirli bir mekanik problemi çözmek için hangi referans çerçevesini kullanırsak alalım, her birinde nesnenin kütlesi, nesneye etki eden kuvvet, ivme ve hız niteliksel ve niceliksel olarak kendini gösterecektir.

Bir nesnenin özellikleri referans sistemine bağlıysa, genellikle göreceli olarak kabul edilirler. Klasik fizik böyle bir niceliği biliyordu: niceliksel özellikler açısından bir nesnenin hızı. Bu, bir referans çerçevesi belirtmeden bir nesnenin şu veya bu hızda hareket ettiğini söylemenin anlamsız olduğu anlamına geliyordu: farklı sistemler geri sayım niceliksel değer nesnenin mekanik hızı farklı olacaktır. Nesnenin diğer tüm özellikleri hem niteliksel hem de niceliksel özellikler açısından mutlaktı.

Görelilik teorisi uzunluk, ömür, kütle gibi özelliklerin niceliksel göreliliğini zaten ortaya çıkarmıştır. Bu özelliklerin niceliksel değeri yalnızca nesnenin kendisine değil aynı zamanda referans çerçevesine de bağlıdır. Bir nesnenin özelliklerinin niceliksel olarak belirlenmesinin nesnenin kendisine değil, sisteme (nesne + referans sistemi) atfedilmesi gerektiği sonucu çıktı. Ancak nesnenin kendisi hala niteliklerin niteliksel kesinliğinin taşıyıcısı olarak kaldı.