Номер 1, страница 191 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Параграф 2.10. Численное решение уравнений движения в механике. Глава 2. Законы механики Ньютона. Динамика - номер 1, страница 191.

Условие.

? 1. Какую роль играет компьютер при решении задач механики?

Решение.

1. Компьютер играет ключевую и многогранную роль в решении задач современной механики, позволяя анализировать системы и процессы, которые невозможно или крайне сложно исследовать аналитически или экспериментально. Основные направления использования компьютера в механике включают:

• Численные расчеты и моделирование. Большинство реальных задач механики описываются сложными дифференциальными уравнениями, которые не имеют точного аналитического решения. Компьютеры позволяют решать их с помощью численных методов (например, метод конечных элементов). Это дает возможность с высокой точностью рассчитывать напряжения в конструкциях, поведение потоков жидкости и газа, динамику сложных систем.

• Компьютерная симуляция (вычислительный эксперимент). Создание виртуальных моделей (цифровых двойников) и проведение с ними вычислительных экспериментов (например, краш-тестов) позволяет тестировать и оптимизировать изделия без создания дорогих физических прототипов, что значительно сокращает время и затраты на разработку.

• Визуализация результатов. Компьютерные программы преобразуют огромные массивы расчетных данных в наглядную графическую форму: цветовые карты распределения напряжений, векторные поля скоростей, анимации. Это является критически важным для анализа и правильной интерпретации результатов.

• Автоматизация проектирования и инженерного анализа (CAD/CAE). Компьютер является основой для интегрированных систем, где сначала в CAD-программах создается 3D-модель объекта, а затем в CAE-пакетах проводится ее всесторонний инженерный анализ (расчет на прочность, жесткость, вибрации и т.д.).

• Сбор и обработка экспериментальных данных. В ходе натурных испытаний компьютеры управляют измерительным оборудованием, собирают данные с датчиков в реальном времени и производят их сложную математическую обработку и анализ.

Ответ: При решении задач механики компьютер играет роль мощного инструмента для: 1) выполнения сложных численных расчетов; 2) моделирования и симуляции физических процессов; 3) наглядной визуализации результатов; 4) автоматизированного проектирования и инженерного анализа (CAD/CAE); 5) сбора и обработки экспериментальных данных.