Механика сплошных сред

Главная > Естественные науки > Физика > Макрофизика > Механика сплошных сред

Частица из частиц

Возможно, ты открываешь Америку, сам не зная того. Колумб тоже не знал. Всеслав Брудзиньский

Механика сплошных сред — раздел механики, посвященный движению газообразных, жидких и твёрдых деформируемых тел.

В механике сплошных сред на основе методов, развитых в теоретической механике, рассматриваются движения таких материальных тел, которые заполняют пространство непрерывно, пренебрегая их молекулярным строением. Вместе с тем, считаются непрерывными такие характеристики тел, как плотность, напряжения, скорости и другие, поскольку линейные размеры здесь значительно больше размеров молекул. Минимально возможный объем тела, который позволяет исследовать его свойства называется представительным объёмом или физически малым объёмом. Данное упрощение даёт возможность применения в механике сплошных сред хорошо разработанного для непрерывных функций аппарата высшей математики.

Помимо обычных материальных тел, в механике сплошных сред рассматриваются также поля (как особые среды): электромагнитное, гравитационное, поле излученийи другие.

Под влиянием механики сплошных сред получил большое развитие ряд разделов математики, например, некоторых разделов теории функции комплексного переменного, краевых задач для уравнений в частных производных, интегральных уравнений и др.

Механика сплошных сред делится на газодинамику, гидродинамику, механику твёрдого тела.

(Из Википедии)

[Коротко говоря, механика сплошных сред изучает Движение сред и тела в вязких средах.]

Разделы страницы о физике сплошной среды:


Аэродинамика (газодинамика)

Гидродинамика, гидростатика и гидравлика

В  отличие от гидромеханики, гидравлика характеризуется особым подходом к изучению явлений течения жидкостей. Она устанавливает приближённые зависимости, ограничиваясь во многих случаях рассмотрением одноразмерного движения, широко используя при этом эксперимент. Намечается всё большее сближение между гидромеханикой и гидравликой: гидромеханика всё чаще обращается к эксперименту, а методы гидравлического анализа становятся более строгими.

Кроме того, гидравлика изучает также движение газов (как "газообрахных жидкостей") и твёрдых тел ("сыпучих жидкостей"). Обычные жидкости называются в гидравлике "капельными жидкостями". Гидравлика, в целом, - прикладная наука (в отличие от гидродинамики, в целом) и изучает движение не само по себе, а внутри инженерных конструкций (главным образом, труб).

Механика твердого тела

Механика твёрдого тела изучает структуру и фазовые переходы твёрдых тел. Она включает теорию упругости, теорию пластичности, теорию трещин (механику разрушения твёрдых тел). Основным разделом является физика кристаллов. Для изучения электропроводности твердых тел применяют физику металлов, физику полупроводников, физику диэлектриков.

Механику твёрдого тела не следует путуть с физикой твёрдого тела, которая рассматривается как раздел физики конденсированных сред в рамках микрофизики.

Кристаллография (физика кристаллов)

Изучение свойств кристаллов важно не только для материаловедения, но и для минераловедения.

Кристаллы сами по себе очень необычные структуры. Например, кристаллам (тем из них, кристаллическая решетка которых не обладает высшей — кубической — симметрией), присуще свойство анизотропии. Анизотропия кристаллов — это разнородность их физических свойств (упругих, механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических и других) по различным направлениям.

Современных физиков интересует не только анизотропия кристаллов, но и их симметрия. Что касается симметрии, то она проявляется не только в их структуре и свойствах в реальном трёхмерном пространстве, но также и при описании энергетического спектра электронов кристалла, анализе процессов дифракции рентгеновских лучей, дифракции нейтронов и дифракции электронов в кристаллах с использованием обратного пространства и т. п.

Механика деформируемого твёрдого тела

Сопромат

Сопротивление материалов (разг. — сопромат) — часть механики деформируемого твёрдого тела, которая рассматривает методы инженерных расчётов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при одновременном удовлетворении требований надежности, экономичности и долговечности.

В теоретической части сопротивление материалов базируется на математике и теоретической механике, в экспериментальной части — на физике и материаловедении и применяется при проектировании машин, приборов и конструкций. Практически все специальные дисциплины подготовки инженеров по разным специальностям содержат разделы курса сопротивления материалов, так как создание работоспособной новой техники невозможно без анализа и расчета её прочности, жёсткости и надёжности.

Задачей сопротивления материалов, как одного из разделов механики сплошной среды, является определение деформаций и напряжений в твёрдом упругом теле, которое подвергается силовому или тепловому воздействию.

Эта же задача среди других рассматривается в курсе теории упругости. Однако методы решения этой общей задачи в том и другом курсах существенно отличаются друг от друга. Сопротивление материалов решает её главным образом для бруса, базируясь на ряде гипотез геометрического или физического характера. Такой метод позволяет получить, хотя и не во всех случаях, вполне точные, но достаточно простые формулы для вычисления напряжений. Также поведением деформируемых твёрдых тел под нагрузкой занимается теория пластичности и теория вязкоупругости. (Википедия)

Литература по физике сплошных сред


Главная
Макромир: Акустика | Механика | Оптика | Термодинамика | Физика сплошных сред | Электродинамика | Прикладная макрофизика
Близкие по теме страницы: Гранты | Эвристика и авторство
На правах рекламы (см. условия): [an error occurred while processing this directive]    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Автор и владелец - Игорь Константинович Гаршин (см. резюме). Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 22.03.2024
Яндекс.Метрика