Динамика — еще больше естественных наук для 9–12 классов на канале Learning Videos

Динамика — это раздел классической механики, изучающий силы и их влияние на движение. Исаак Ньютон сформулировал фундаментальные физические законы, управляющие динамикой в физике, особенно свой второй закон движения. В целом, исследователи, занимающиеся динамикой, изучают, как физическая система может развиваться или изменяться с течением времени, и исследуют причины этих изменений. Кроме того, Ньютон установил фундаментальные физические законы, управляющие динамикой в физике. Изучая его систему механики, можно понять динамику. В частности, динамика в основном связана со вторым законом движения Ньютона. Однако учитываются все три закона движения, поскольку они взаимосвязаны в любом данном наблюдении или эксперименте. Изучение динамики делится на две категории: линейная и вращательная. Линейная динамика относится к объектам, движущимся по прямой линии, и включает такие величины, как сила, масса/инерция, перемещение (в единицах расстояния), скорость (расстояние за единицу времени), ускорение (расстояние за единицу времени в квадрате) и импульс (масса, умноженная на единицу скорости). Динамика вращения относится к объектам, вращающимся или движущимся по криволинейной траектории, и включает такие величины, как крутящий момент, момент инерции/момент инерции вращения, угловое смещение (в радианах или, реже, в градусах), угловая скорость (радианы в единицу времени), угловое ускорение (радианы в единицу времени в квадрате) и угловой момент (момент инерции, умноженный на единицу угловой скорости). Очень часто объекты демонстрируют линейное и вращательное движение. В классическом электромагнетизме кинематику описывают уравнения Максвелла. Динамика классических систем, включающих как механику, так и электромагнетизм, описывается комбинацией законов Ньютона, уравнений Максвелла и силы Лоренца. Согласно Ньютону, сила определяется как усилие или давление, которое может вызвать ускорение объекта. Понятие силы используется для описания воздействия, которое вызывает ускорение свободного тела (объекта). Это может быть толчок или тяга, которые заставляют объект менять направление, приобретать новую скорость или временно или навсегда деформироваться. В общем, сила вызывает изменение состояния движения объекта. Ньютон описывал силу как способность вызывать ускорение массы. Его три закона можно суммировать следующим образом: Первый закон: Если на объект не действует результирующая сила, то его скорость постоянна. Либо объект находится в покое (если его скорость равна нулю), либо он движется с постоянной скоростью в одном направлении. Второй закон: Скорость изменения линейного импульса P объекта равна результирующей силе Fnet, т.е. dP/dt = Fnet. Третий закон: Когда первое тело оказывает силу F1 на второе тело, второе тело одновременно оказывает силу F2 = −F1 на первое тело. Это означает, что F1 и F2 равны по величине и противоположны по направлению. Законы движения Ньютона действительны только в инерциальной системе отсчета. Классическая механика описывает движение макроскопических объектов, от снарядов до частей механизмов, а также астрономических объектов, таких как космические аппараты, планеты, звезды и галактики. Если известно текущее состояние объекта, то с помощью законов классической механики можно предсказать, как он будет двигаться в будущем (детерминизм) и как он двигался в прошлом (обратимость). Раннее развитие классической механики часто называют ньютоновской механикой. Она включает в себя физические концепции и математические методы, изобретенные Исааком Ньютоном, Готфридом Вильгельмом Лейбницем и другими в XVII веке для описания движения тел под воздействием системы сил. Позже были разработаны более абстрактные методы, что привело к переформулированию классической механики, известной как лагранжева механика и гамильтонова механика. Эти достижения, сделанные преимущественно в XVIII и XIX веках, значительно выходят за рамки работ Ньютона, особенно благодаря использованию аналитической механики. Они, с некоторыми модификациями, также используются во всех областях современной физики. Классическая механика дает чрезвычайно точные результаты при изучении крупных объектов, не обладающих сверхмассивной массой и скоростями, не приближающимися к скорости света. Когда исследуемые объекты имеют размер, близкий к диаметру атома, становится необходимым введение другой важной подотрасли механики: квантовой механики. Для описания скоростей, немалых по сравнению со скоростью света, необходима специальная теория относительности. В случае, если объекты становятся чрезвычайно массивными, применяется общая теория относительности. Однако ряд современных источников включают релятивистскую механику в классическую физику, которая, по их мнению, представляет собой классическую механику в ее наиболее развитой и точной форме.