Номер 3, страница 19 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Научный метод познания. Параграф 4. Физические теории. Задания и упражнения - номер 3, страница 19.

Условие.

3. Сформулируйте основную задачу механики. К какому структурному элементу теории она относится?

Решение.

Сформулируйте основную задачу механики.

Основная задача механики заключается в том, чтобы определить положение (координаты) и скорость тела или системы тел в любой произвольный момент времени, если известны их положения и скорости в начальный момент времени, а также все силы, действующие на них.

Математически это сводится к нахождению закона движения тела, то есть зависимости его радиус-вектора от времени $\vec{r}(t)$. Эта задача решается с помощью основного уравнения динамики — второго закона Ньютона:

$m\vec{a} = \sum \vec{F}_i$

где $\text{m}$ — масса тела, $\vec{a}$ — его ускорение, а $\sum \vec{F}_i$ — векторная сумма (равнодействующая) всех сил, действующих на тело. Поскольку ускорение является второй производной от радиус-вектора по времени, то есть $\vec{a} = \frac{d^2\vec{r}}{dt^2}$, уравнение движения представляет собой дифференциальное уравнение второго порядка. Решив это уравнение при заданных начальных условиях (начальное положение $\vec{r}(t_0) = \vec{r}_0$ и начальная скорость $\vec{v}(t_0) = \vec{v}_0$), можно найти закон движения $\vec{r}(t)$ на любой момент времени $\text{t}$.

Ответ: Основная задача механики — это определение положения и скорости тела в любой момент времени по известным действующим на него силам и начальным условиям (начальным координатам и скорости).

К какому структурному элементу теории она относится?

В структуре любой научной теории принято выделять несколько ключевых элементов: основание (исходные понятия, принципы, аксиомы, модели), ядро (фундаментальные законы и уравнения, составляющие суть теории) и следствия (выводы, теоремы и законы, которые логически вытекают из ядра и основания).

Основная задача механики и метод ее решения, который основывается на применении законов Ньютона, относятся к ядру теории. Ядро теории содержит её главные, фундаментальные уравнения, которые позволяют описывать и предсказывать явления в изучаемой предметной области. Именно второй закон Ньютона является центральным уравнением в ядре классической механики, а основная задача механики представляет собой центральную проблему, для решения которой это ядро и предназначено.

Ответ: Она относится к ядру теории.