Кіріспе

Физикалық денелерге күштер әсер ететін немесе олардың орын ауыстыруларын зерттейтін ғылым – ғылыми зерттеулердің бір саласы. Механика (көне грекше: μηχανική, mēkhanikḗ, "машиналар туралы") – физиканың күш, материя және физикалық объектілер арасындағы қозғалыс арақатынастарын зерттейтін саласы. Объектілерге қолданылатын күштер олардың орын ауыстыруына, яғни қоршаған ортаға қатысты объектінің позициясының өзгеруіне әкеледі. Физиканың осы саласының теориялық тұжырымдамалары ежелгі Грецияда, мысалы, Аристотель және Архимед еңбектерінде пайда болды (классикалық механика тарихы мен классикалық механиканың уақыт шкаласын қараңыз). Жаңа заманның басында Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Христиан Гюйгенс және Исаак Ньютон қазіргі классикалық механиканың негізін қалады. Классикалық физиканың бір саласы ретінде механика жарық жылдамдығынан әлдеқайда төмен жылдамдықпен қозғалатын немесе тыныш тұрған денелерді зерттейді. Оны сондай-ақ кванттық емес денелердің қозғалысы мен күштерін зерттейтін физикалық ғылым деп те анықтауға болады.

Ежелгі дәуір

Көне грек философтары табиғатты абстрактілі принциптер басқарады деген пікірді алғашқылардың бірі болып ұсынды. Ежелгі замандағы механиканың басты теориясы – Аристотельдік механика болды, алайда оның альтернативті теориясы псевдо-Аристотельдің «Механикалық мәселелерде» жарық көреді, осы еңбектер оның ізбасарларының біріне жатқызылады көбінесе. Математика денелерді статикалық немесе динамикалық тұрғыдан талдау үшін кеңінен қолданылатын тағы бір дәстүр ежелгі гректерге дейін жетеді, бұл тәсіл Пифагорлық Архитастың бұрынғы еңбектерімен ынталандырылған болуы мүмкін. Осы дәстүрге мысалдар ретінде псевдо-Евклидтің («Тепе-теңдік туралы»), Архимедтің («Жазықтықтардың тепе-теңдігі», «Жүзуші денелер туралы»), Геронның («Механика») және Паппустың («Жинақ», VIII кітап) еңбектерін келтіруге болады.

Орта ғасырлар

Орта ғасырларда Аристотельдің теориялары 6-шы ғасырда Иоанн Филопонмен бастап, көптеген тұлғалар тарапынан сынға алынып, өзгертілді. Басты мәселе – Гиппарх және Филопон талқылаған снарядтардың қозғалысы еді. Парсы-ислам ғалымы Ибн Сина өзінің қозғалыс теориясын "Шипа кітабында" (1020 ж.) жариялады. Ол, лақтырушының снарядқа күш бергенін, ал оның сақталуын, тарату үшін ауа кедергісі сияқты сыртқы күштер қажет екенін айтты. Ибн Сина "күш" пен "ұмтылыс" ( "майл" деп аталады) арасында ажырату жасап, дененің табиғи қозғалысына қарсы болғанда ғана ұмтылысқа ие болатынын дәлелдеді. Сондықтан, қозғалыстың жалғасуы дененің алған ұмтылысына байланысты, және ол ұмтылыс толық жұмсалғанға дейін қозғалыста болады деп қорытындылады. Ол сондай-ақ, егер сыртқы күш әсер етпесе, вакуумдегі снаряд тоқтамайды деп мәлімдеді, бұл Ньютонның қозғалыс туралы бірінші заңымен сәйкес келеді. Ибн Сина сияқты бұрынғы жазушылардың ықпалымен 14-шы ғасыр француз дін қызметкері Жан Буридан импульс теориясын дамытты, ол кейіннен инерция, жылдамдық, үдеу және импульс туралы қазіргі заманғы теорияларға айналды. Бұл және басқа жұмыстар 14-шы ғасырда Англияда Томас Брэдвардин сияқты Оксфорд есептеушілер тарапынан дамытылды, олар құлайтын денелерге қатысты әртүрлі заңдарды зерттеді және тұжырымдады. Дененің негізгі қасиеттері – біркелкі үдемелі қозғалыс (құлайтын денелер сияқты) деген ұғым 14-шы ғасыр Оксфорд есептеушілерімен қалыптастырылды.

Релятивистік

Кванттық және классикалық механика арасындағы айырмашылыққа ұқсас, Альберт Эйнштейннің жалпы және арнайы салыстырмалылық теориялары Ньютон мен Галилейдің механиканы тұжырымдау шеңберін кеңейтті. Релятивистік және Ньютондық механика арасындағы айырмашылықтар дене жылдамдығы жарық жылдамдығына жақындағанда маңызды және тіпті басым бола бастайды. Мысалы, Ньютондық механикада еркін бөлшектің кинетикалық энергиясы , ал релятивистік механикада 1=E = (γ − 1)mc^(2) (мұнда γ – Лоренц факторы; бұл формула төмен энергия деңгейінде Ньютондық өрнекке дейін тобыққанда). Жоғары энергиялы процестер үшін кванттық механика арнайы салыстырмалылықты ескеру үшін түзетілуі керек; осының нәтижесінде кванттық өріс теориясы дамыды.