Ponto material

Com base na capacidade de localizar informações físicasobjetos no tempo e no espaço, na mecânica clássica, o estudo das leis do movimento começa com o caso mais simples. Este caso é o movimento de um ponto material. A mecânica analítica cria os pré-requisitos para a apresentação das leis básicas da dinâmica com a idéia conceitual de uma partícula elementar.

Материальная точка – это объект, обладающий tamanho infinitesimal e massa finita. Essa idéia é totalmente consistente com os conceitos de discrição da matéria. Anteriormente, os físicos tentavam defini-lo como um conjunto de partículas elementares em um estado de deslocamento. Nesse sentido, o ponto material em sua dinâmica tornou-se exatamente a ferramenta necessária para construções teóricas.

A dinâmica do objeto em questão vem deprincípio inercial. Segundo ele, um ponto material que não está sob a influência de forças externas mantém seu estado de repouso (ou movimento) ao longo do tempo. Esta disposição é implementada estritamente.

De acordo com o princípio da inércia, os materiaiso ponto (livre) se move de maneira uniforme e retilínea. Considerando um caso especial em que a velocidade é zero, podemos dizer que o objeto mantém um estado de repouso. A esse respeito, pode-se supor que a influência de uma certa força sobre o assunto em questão é reduzida simplesmente a uma mudança em sua velocidade. A hipótese mais simples é a suposição de que a mudança na velocidade de um ponto material é diretamente proporcional à taxa de força que atua sobre ele. Nesse caso, o coeficiente de proporcionalidade diminui com o aumento da inércia.

Natural é a característica do materialpontos usando o valor do coeficiente de inércia - massa. Nesse caso, a principal lei da dinâmica do objeto pode ser formulada da seguinte forma: a aceleração relatada a cada momento é igual à razão da força que atua sobre o objeto e sua massa. A apresentação da cinemática, portanto, precede a apresentação da dinâmica. A massa, que caracteriza o ponto material na dinâmica, é introduzida a posteriori (a partir da experiência), enquanto a presença de uma trajetória, posição, aceleração, velocidade é permitida a priori.

Nesse sentido, as equações da dinâmica do objetoargumentam que o produto da massa do objeto em questão em qualquer um dos componentes de sua aceleração é igual ao componente correspondente da força que atua sobre o objeto. Assumindo que a força é uma função conhecida do tempo e coordenadas, as coordenadas para um ponto material são determinadas de acordo com o tempo por meio de três equações diferenciais ordinárias de segunda ordem no tempo.

De acordo com o conhecido teorema deNo curso da análise matemática, a solução do sistema especificado de equações é determinada exclusivamente pela definição das coordenadas e de suas primeiras derivadas em qualquer período inicial. Em outras palavras, dada a posição conhecida do ponto do material e sua velocidade em um determinado momento, é possível determinar com precisão a natureza de seu movimento em todos os períodos futuros.

Como resultado, fica claro que o clássicoa dinâmica do objeto em questão está em absoluta conformidade com o princípio do determinismo físico. Segundo ele, o próximo estado (posição) do mundo material pode ser completamente previsto se houver parâmetros que determinem sua posição em um determinado momento anterior.

В связи с тем, что размер материальной точки infinitamente pequena, sua trajetória será uma linha que ocupa apenas um continuum unidimensional no espaço tridimensional. Em cada seção da trajetória, um certo valor de força ocorre, o que determina o movimento para o próximo período infinitesimal de tempo.

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