AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2023. gada 5. oktobrī
Līga Grīnberga

klasiskā mehānika

(angļu classical mechanics, vācu klassische Mechanik, franču mécanique classique, krievu классическая механика), arī mehānika
fizikas apakšnozare, kas pēta ķermeņu atrašanos miera stāvoklī, ķermeņa kustību apkārtējo spēku ietekmē vai to mijiedarbību

Saistītie šķirkļi

  • fizika
  • fizika Latvijā

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Teorētiskā un praktiskā nozīme
  • 3.
    Vieta zinātnes klasifikācijā. Galvenie sastāvelementi
  • 4.
    Galvenās teorijas
  • 5.
    Pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 9.
    Nozīmīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Ievērojamākie pētnieki
  • Saistītie šķirkļi
  • Tīmekļa vietnes
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Teorētiskā un praktiskā nozīme
  • 3.
    Vieta zinātnes klasifikācijā. Galvenie sastāvelementi
  • 4.
    Galvenās teorijas
  • 5.
    Pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 9.
    Nozīmīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Ievērojamākie pētnieki

Klasiskā mehānika apraksta makroskopiska izmēra ķermeņu kustību, kuru ātrums, salīdzinot ar gaismas ātrumu, ir mazs. Klasiskās mehānikas teorēmas, vienādojumus, pamatlikumus un principus apraksta teorētiskā mehānika. Lai arī klasiskā mehānika ir viena no vecākajām zinātnes nozarēm, termins ir relatīvi jauns. 20. gs. sākumā, rodoties jaunām teorijām, kas daudz precīzāk aprakstīja ļoti ātru vai ļoti mazu daļiņu mehāniku, bija jādod nosaukums iepriekšējām teorijām. Tās tika nosauktas par klasisko mehāniku, un šie likumi joprojām ir pietiekami precīzi ikdienas aprēķiniem.

Teorētiskā un praktiskā nozīme

Ar klasiskās mehānikas teorijām un metodēm skaidro fizikālus procesus, sākot no optikas, hidrodinamikas un siltuma kustības līdz akustikai, elektrībai un magnētismam. Ar klasiskās mehānikas metodēm un teorijām apraksta, piemēram, aprēķinus dažādu inženierzinātņu jomās, planētu un raķešu kustību, kustību pa slīpām plaknēm, trīšu un sviru sistēmas, pārvietošanos no punkta A uz punktu B un citus procesus.

Vieta zinātnes klasifikācijā. Galvenie sastāvelementi

Klasisko mehāniku iedala atbilstoši pieliktajiem spēkiem un kustībai (statika, dinamika, kinemātika), pēc izmantotajiem matemātiskajiem formālismiem (Ņūtona mehānika, Lagranža mehānika, Hamiltona mehānika), pēc pielietojuma nozares (cietu vielu mehānika, gāzu un šķidrumu mehānika, nepārtrauktas vides mehānika, akustika, debesu mehānika, astrodinamika, biomehānika, inženiermehānika).

Galvenās teorijas

Klasiskās mehānikas teorijas balstās uz pamatlikumiem: pirmo Ņūtona likumu jeb inerces likumu, otro Ņūtona likumu jeb mehānikas pamatlikumu, trešo Ņūtona likumu jeb darbības un pretdarbības likumu, Ņūtona universālo gravitācijas likumu, enerģijas nezūdamības likumu, impulsa nezūdamības likumu.

Pētniecības metodes

Klasiskās mehānikas pētniecības metodēs tiek izmantoti trīs pamatjēdzieni: “telpa”, “laiks” un “masa”. Jēdziens “telpa” saistīts ar stāvokli, atrašanās vietu. Piemēram, punkta A atrašanās vietu telpā nosaka ar trīs koordinātām attiecībā pret atskaites punktu. Jēdziens “telpa” var būt saistīts arī ar vietu, kur notiek dabas parādības. Telpu uzskata par bezgalīgi lielu, trīsdimensiju, nepārtrauktu, homogēnu un izotropisku. Šādu telpu sauc par Eiklīda telpu. Laiku klasiskajā mehānikā uzskata par bezgalīgi lielu, nepārtrauktu, neatgriezenisku un viendimensionālu. Masas jēdziens tiek izmantots, lai raksturotu objekta vielas daudzumu. Masa ir ķermeņa inerces mērs translācijas kustībā un laikā nemainīga. Bez šiem fundamentālajiem jēdzieniem izmanto arī citus raksturlielumus, specifiskus katrai apakšnozarei.

Klasiskajā mehānikā pieņemts, ka materiālie ķermeņi ir cieti jeb nedeformējami un attālums starp jebkuriem diviem punktiem nemainās neatkarīgi no pieliktajiem spēkiem vai mijiedarbības ar citiem ķermeņiem. Gadījumos, kad ķermeņa izmēri ir mazi vai arī izmēriem nav nozīmes apskatāmās problēmas risinājumā, pieņem, ka materiālais ķermenis ir daļiņa jeb materiālais punkts. Ja materiālā ķermeņa viena dimensija ir daudz lielāka par pārējām, to sauc par materiālo līniju. Ja materiāla divas dimensijas ir lielākas par trešo, to sauc par materiālo virsmu. Ja vērā ņemamas trīs dimensijas, tas ir materiālais tilpums. Attiecībā uz masas sadalījumu pa ķermeni – ja masa ir vienmērīgi sadalīta pa visu tilpumu, to sauc par homogēnu ķermeni, pretējā gadījumā – par nehomogēnu ķermeni.

Īsa vēsture

Jau senās civilizācijas Mezopotāmijā, Ēģiptē un Indas ielejā ap 3100. gadu p. m. ē. demonstrējušas pirmo izpratni par debesu ķermeņu kustību. Tomēr mehānikas jēdzienu fizikā pirmais ieviesa sengrieķu zinātnieks un filozofs Aristotelis (Ἀριστοτέλης) ap 4. gs. p. m. ē. Ap 260. gadu p. m. ē. statikas zinātniskos pamatus lika sengrieķu matemātiķis, fiziķis un inženieris Arhimēds (Ἀρχιμήδης), veicot sviras darbības principa, ūdens cēlējspēka un citu mehānismu matemātiskos aprēķinus. Sengrieķu matemātiķa un mehāniķa Aleksandrijas Hērona (Ἥρων ὁ Ἀλεξανδρεύς) “Metrika” (Μετρική), “Mehānika” (Μηχανική) un “Pneimatika” (Πνευματικά), kā arī citi darbi bija pamats turpmākiem mehānikas pētījumiem. Šie darbi ietekmēja zinātnes attīstību līdz pat renesanses laikmetam, kad itāļu zinātnieks, izgudrotājs un mākslinieks Leonardo Da Vinči (Leonardo di ser Piero da Vinci) atkārtoja Hērona izgudrojumus. 16. gs. zinātnieki jau bija pamanījuši, ka iepriekšējās teorijas nepilnīgi apraksta daudzas dabas parādības. Astronoma, matemātiķa un mehāniķa Nikolaja Kopernika (Mikołaj Kopernik, latīņu Nicolaus Copernicus) matemātiskie aprēķini un novērojumi, pieņemot, ka Zeme riņķo ap sauli, pamatoja atskaites sistēmas nepieciešamību un kustības relativitāti. Lai gan ne visi N. Kopernika pieņēmumi bija pareizi, viņš bija pirmais, kurš izveidoja aprēķinu sistēmu, apvienojot matemātiku, fiziku un kosmoloģiju. Izmantojot N. Kopernika darbus un dāņu astronoma Tiho Brahes (Tycho Brahe) sastādītās Saules tabulas un zvaigžņu kartes, vācu astronoms un matemātiķis Johanness Keplers (Johannes Kepler) no 1609. līdz 1618. gadam aprakstīja planētu kustības trīs kinemātikas likumus. Itāļu fiziķis, astronoms un matemātiķis Galileo Galilejs (Galileo Galilei) pirmais izteica domu, ka visus dabas likumus var aprakstīt ar matemātiskām izteiksmēm, un teoriju pārbaudei veica plānotus zinātniskus eksperimentus. G. Galileja eksperimentālie un teorētiskie darbi, pētot ķermeņu kustību, kopā ar J. Keplera kinemātikas likumiem, franču filozofa, matemātiķa un zinātnieka Renē Dekarta (René Descartes) inerces un impulsa nezūdamības likumiem un citu zinātnieku atklājumiem bija pamats angļu fiziķa, astronoma, matemātiķa un mehāniķa Īzaka Ņūtona (Sir Isaac Newton) darbam “Dabas filozofijas matemātiskie pamati” (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 1687), kas uzskatāms par klasiskās mehānikas pamatu un vienu no svarīgākajiem darbiem zinātnes vēsturē. Pēc šī darba publicēšanas klasiskā mehānika kļuva par aktuālu pētījumu lauku, drīz atklājot, ka Ņūtona likumi ne visos gadījumos ir perfekti. Pirmos ievērojamos labojumus Ņūtona likumos veica itāļu izcelsmes franču matemātiķis, astronoms un mehāniķis Žozefs Luī Lagranžs (Joseph-Louis Lagrange) 1778. gadā. Viņa darbu 1833. gadā uzlaboja īru matemātiķis, fiziķis un mehāniķis Viljams Hamiltons (Sir William Rowan Hamilton). 19. gs. veikti vēl vairāki eksperimenti, kuru rezultātus nevarēja izskaidrot ar esošajiem mehānikas likumiem. Maikelsona–Morleja eksperimenti par gaismas izplatīšanās ātruma atkarību no izplatīšanās virziena un elektromagnētisma teorijas rašanās noveda pie relativitātes teorijas izveidošanās. Nākamā problēmu kopa bija saistīta ar 1) termodinamisko teoriju un Gibsa paradoksu, kas pieļauj, ka noslēgtā sistēmā entropija samazinās, tādējādi pārkāpjot otro termodinamikas likumu, un ar 2) absolūti melna ķermeņa starojumu, kuru nevarēja izskaidrot, neieviešot kvanta jēdzienu. Eksperimentiem nonākot atomu līmenī, klasiskās mehānikas likumi vairs nespēja izskaidrot ne enerģijas līmeņus, ne atomu izmērus, ne fotoelektrisko efektu. Šo problēmu risināšana noveda pie kvantu mehānikas rašanās. Mūsdienās klasiskā mehānika tiek uzskatīta par kvantu mehānikas speciālgadījumu, kas ir patiesa tikai noteiktos gadījumos.

Pašreizējais attīstības stāvoklis

Pieņem, ka klasiskā mehānika beidzās līdz ar 19. gs., tomēr dažādās apakšnozarēs mehānikas problēmas tiek aktīvi pētītas arī mūsdienās. Pastāv vēl joprojām neatrisinātas klasiskās mehānikas problēmas, piemēram, n-ķermeņu problēma, turbulence, laika asimetrija, bezdimensionālas fizikālās konstantes.

Galvenās pētniecības iestādes

Mūsdienās mehānikas jautājumi tiek risināti kompleksi, izmatojot inženierzinātņu, kvantu mehānikas un citas fizikālās un matemātiskas pieejas dažādu universitāšu fakultātēs un zinātnisko institūtu nodaļās, piemēram, Delftas Materiālu centrā (Delft Centrum voor Materialen), Sanktpēterburgas Nacionālajā informācijas tehnoloģiju, mehānikas un optikas pētniecības universitātē (Санкт-Петербyргский национaльный исслeдовательский университeт информациoнных технолoгий, мехaники и oптики), Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (Massachusetts Institute of Technology) Mehānikas inženierzinātņu nodaļā (Department of Mechanical Engineering). Izveidotas dažādas apvienības un biedrības, kas apvieno ar mehānikas pētniecību saistītus speciālistus: Teorētiskās un pielietojamās mehānikas starptautiskā savienība (International Union of Theoretical and Applied Mechanics), Eksperimentālās mehānikas biedrība (Society for Experimental Mechanics), Mehānikas inženieru institūcija (Institution of Mechanical Engineers), Eiropas Mehānikas biedrība (European Mechanics Society), Amerikas Mehānikas inženieru biedrība (American Society of Mechanical Engineers).

Nozīmīgākie periodiskie izdevumi

Mehānikas jautājumi tiek apskatīti daudzos zinātniskās periodikas izdevumos, ieskaitot rakstus žurnālos Nature (kopš 1869. gada) un Nature Materials (kopš 2002. gada). Nozīmīgākie žurnāli, kuros tiek publicēti pētījumi par mehānikas problēmām, ir Journal of the Mechanics and Physics of Solids (kopš 1952. gada, publicē fundamentālus pētījumus, atklājumus un pielietojumus cietvielu fizikā un mehānikā), Mechanics Research Communications (kopš 1974. gada, publicē pētījumus nepārtrauktās vides, cietvielu, šķidrumu un daļiņu teorētiskajā, eksperimentālajā un pielietojumu mehānikā), Mechanics of Materials (kopš 1982. gada, publicē pētījumus par ģeofizikālo, ģeotehnisko un tehnoloģisko materiālu deformācijām, plūstamību, vispārējo uzbūvi), European Journal of Mechanics (A daļa – cietas vielas, B daļa – šķidrumi, elektroniski; kopš 1998. gada, publicē pētījumus par cietvielu un šķidrumu mehāniku), International Journal of Mechanical Sciences (kopš 1960. gada, publicē pētījumus par problēmām mehānikā, civilajā un materiālu inženierzinātņu nozarēs) un citos.

Ievērojamākie pētnieki

Ievērojamākie klasiskās mehānikas pētnieki līdz 19. gs. beigām ir G. Galilejs, Ī. Ņūtons, J. Keplers, J. Lagranžs, V. Hamiltons. 20. gs. pētniecība sadalījās pa apakšnozarēm; katrā no tām veikti ievērojamu zinātnieku atklājumi.

Saistītie šķirkļi

  • fizika
  • fizika Latvijā

Autora ieteiktie papildu resursi

Tīmekļa vietnes

  • Kas ir klasiskā mehānika? (What is Classical Mechanics?), Zinātnes ziņu "Live Science" tīmekļvietne

Ieteicamā literatūra

  • Feynman, R., The Feynman Lectures on Physics, Perseus Publishing, 2006.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Kibble, T. W. B. and F. H. Berkshire, Classical Mechanics, 5th edn., Imperial College Press, 2004.
  • Kleppner, D. and R. J. Kolenkow, An Introduction to Mechanics, McGraw-Hill, 1973.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Morin, D., Introduction to Classical Mechanics: With Problems and Solutions, 1st edn., Cambridge University Press, 2008.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Renn, J. et al., Aristotle, Archimedes, Euclid, and the Origin of Mechanics: The Perspective of Historical Epistemology, Berlin: Max Planck Institute for the History of Science, 2010.
  • Sussman G. J. and J. Wisdom, Structure and Interpretation of Classical Mechanics, MIT Press, 2001.

Līga Grīnberga "Klasiskā mehānika". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/3053-klasisk%C4%81-meh%C4%81nika (skatīts 26.09.2025)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

https://enciklopedija.lv/skirklis/3053-klasisk%C4%81-meh%C4%81nika

Šobrīd enciklopēdijā ir 0 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2025. © Tilde, izstrāde, 2025. © Orians Anvari, dizains, 2025. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana