Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Наука, изучающая физические тела, подверженные воздействию сил или перемещений, область научного исследования.
Science concerned with physical bodies subjected to forces or displacements
an area of scientific study
Механика (от древнегреческого: μηχανική, mēkhanikḗ, "относящийся к машинам") – это раздел физики, изучающий взаимосвязь между силой, материей и движением физических тел. Воздействие сил на тела приводит к перемещениям, то есть к изменению положения тела относительно окружающей среды. Теоретические основы этой области физики восходят к Древней Греции, например, к трудам Аристотеля и Архимеда (см. История классической механики и Хронология классической механики). В ранний период Нового времени ученые, такие как Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Христиан Гюйгенс и Исаак Ньютон, заложили основы современной классической механики. Как раздел классической физики, механика изучает тела, находящиеся в состоянии покоя или движущиеся со скоростями, значительно меньшими скорости света. Её также можно определить как физическую науку, изучающую движение и силы, действующие на тела, не находящиеся в квантовом мире.
Mechanics (from Ancient Greek: μηχανική, mēkhanikḗ, "of machines") is the area of physics concerned with the relationships between force, matter, and motion among physical objects. Forces applied to objects result in displacements, which are changes of an object's position relative to its environment. Theoretical expositions of this branch of physics has its origins in Ancient Greece, for instance, in the writings of Aristotle and Archimedes (see History of classical mechanics and Timeline of classical mechanics). During the early modern period, scientists such as Galileo Galilei, Johannes Kepler, Christiaan Huygens, and Isaac Newton laid the foundation for what is now known as classical mechanics. As a branch of classical physics, mechanics deals with bodies that are either at rest or are moving with velocities significantly less than the speed of light. It can also be defined as the physical science that deals with the motion of and forces on bodies not in the quantum realm.
Античность
Древнегреческие философы одними из первых выдвинули идею о том, что природой управляют абстрактные принципы. Основной теорией механики в античности была аристотелевская механика, однако альтернативная теория изложена в псевдоаристотелевских «Механических задачах», которые часто приписывают одному из его последователей. Существует и другая традиция, уходящая корнями к древним грекам, где математика использовалась более активно для статического или динамического анализа тел, подход, который, возможно, был стимулирован более ранними работами пифагорейца Архита. Примеры этой традиции включают труды псевдо-Евклида («О равновесии»), Архимеда («О равновесии плоскостей», «О плавающих телах»), Герона («Механика») и Паппа («Сборник», книга VIII).
The ancient Greek philosophers were among the first to propose that abstract principles govern nature. The main theory of mechanics in antiquity was Aristotelian mechanics, though an alternative theory is exposed in the pseudo Aristotelian Mechanical Problems, often attributed to one of his successors. There is another tradition that goes back to the ancient Greeks where mathematics is used more extensively to analyze bodies statically or dynamically, an approach that may have been stimulated by prior work of the Pythagorean Archytas. Examples of this tradition include pseudo Euclid (On the Balance), Archimedes (On the Equilibrium of Planes, On Floating Bodies), Hero (Mechanica), and Pappus (Collection, Book VIII).
Средневековье
В Средние века теории Аристотеля подверглись критике и модификации рядом ученых, начиная с Иоанна Филопона в VI веке. Центральной проблемой было движение снарядов, которое обсуждали Гиппарх и Филопон. Персидский исламский ученый Ибн Сина опубликовал свою теорию движения в «Книге исцеления» (1020). Он утверждал, что при броске снаряду сообщается импульс, который сохраняется, требуя внешних сил, таких как сопротивление воздуха, для его рассеивания. Ибн Сина проводил различие между «силой» и «склонностью» (называемой «майл»), и утверждал, что объект приобретает склонность, когда движется против своей естественной тенденции. Таким образом, он заключил, что продолжение движения обусловлено переданной объекту склонностью, и объект будет оставаться в движении, пока эта склонность не исчерпается. Он также утверждал, что снаряд в вакууме не остановится, если на него не будет воздействовать внешняя сила, что соответствует первому закону движения Ньютона. Под влиянием более ранних авторов, таких как Ибн Сина, французский священник Жан Буридан в XIV веке разработал теорию импульса, которая впоследствии легла в основу современных теорий инерции, скорости, ускорения и количества движения. Эта работа и другие исследования были продолжены в Англии в XIV веке оксфордскими калькуляторами, такими как Томас Брэдвардин, который изучал и формулировал различные законы, касающиеся падающих тел. Концепция равномерно ускоренного движения как основного свойства тела (например, при падении) была разработана оксфордскими калькуляторами XIV века.
In the Middle Ages, Aristotle's theories were criticized and modified by a number of figures, beginning with John Philoponus in the 6th century. A central problem was that of projectile motion, which was discussed by Hipparchus and Philoponus. Persian Islamic polymath Ibn Sīnā published his theory of motion in The Book of Healing (1020). He said that an impetus is imparted to a projectile by the thrower, and viewed it as persistent, requiring external forces such as air resistance to dissipate it. Ibn Sina made distinction between 'force' and 'inclination' (called "mayl"), and argued that an object gained mayl when the object is in opposition to its natural motion. So he concluded that continuation of motion is attributed to the inclination that is transferred to the object, and that object will be in motion until the mayl is spent. He also claimed that a projectile in a vacuum would not stop unless it is acted upon, consistent with Newton's first law of motion. Influenced by earlier writers such as Ibn Sina the 14th century French priest Jean Buridan developed the theory of impetus, which later developed into the modern theories of inertia, velocity, acceleration and momentum. This work and others was developed in 14th century England by the Oxford Calculators such as Thomas Bradwardine, who studied and formulated various laws regarding falling bodies. The concept that the main properties of a body are uniformly accelerated motion (as of falling bodies) was worked out by the 14th century Oxford Calculators.
Релятивистский
Подобно различию между квантовой и классической механикой, общая и специальная теории относительности Альберта Эйнштейна расширили область применимости механики, сформулированной Ньютоном и Галилеем. Различия между релятивистской и ньютоновской механикой становятся существенными и даже преобладающими, когда скорость тела приближается к скорости света. Например, в ньютоновской механике кинетическая энергия свободной частицы равна , а в релятивистской механике она равна E = (γ − 1)mc^(2) (где γ — фактор Лоренца; эта формула переходит в ньютоновское выражение при низких энергиях). Для высокоэнергетических процессов квантовая механика должна быть модифицирована с учетом специальной теории относительности, что привело к развитию квантовой теории поля.
Akin to the distinction between quantum and classical mechanics, Albert Einstein's general and special theories of relativity have expanded the scope of Newton and Galileo's formulation of mechanics. The differences between relativistic and Newtonian mechanics become significant and even dominant as the velocity of a body approaches the speed of light. For instance, in Newtonian mechanics, the kinetic energy of a free particle is , whereas in relativistic mechanics, it is 1=E = (γ − 1)mc^(2) (where γ is the Lorentz factor; this formula reduces to the Newtonian expression in the low energy limit). For high energy processes, quantum mechanics must be adjusted to account for special relativity; this has led to the development of quantum field theory.