Механическое движение тел происходит в пространстве с течением времени, поэтому пространство и время, наряду с телом и движением, относится к числу основных понятий механики. Пространство и время являются объективной реальностью, присущей движущимся материальным телам. Представления о них основываются на опыте и могут изменяться с развитием наших знаний об окружающем мире. В классической механике принимается, что свойства пространства и времени не зависят от материи и состояния ее движения.
Пространство моделируется трехмерным евклидовым. Оно безгранично и обладает одинаковыми свойствами в различных точках (однородность) и по различным направлениям в каждой точке (изотропность). Обнаружить перемещение тела в таком пространстве невозможно, поэтому можно рассматривать только движения тела по отношению к другому телу. Движения тела относительно различных тел вообще различны. Таким образом, механическое движение всегда относительно.
Для аналитического описания движения тела относительно другого тела с этим последним связывают некоторую систему координат. Эта система определяет пространство как совокупность геометрических точек, жестко связанных с телом отсчета. Введение системы координат означает “арифметизацию” пространства: каждой точке пространства сопоставляется тройка чисел-координат. Это соответствие взаимнооднозначно.
За единицу измерения длин в пространстве принимают метр (величину, связанную с размерами Земли), равный одной сорокамиллионной части Парижского меридиана: 1м=1/40 000 000п.м.
Время не имеет ни начала, ни конца и изменяется непрерывно. Время постигается и измеряется при помощи движения и в первую очередь механического движения. Измерение времени основано на его “арифметизации”, то есть на установлении соответствия между последовательными моментами времени и множеством действительных чисел. Вводится бесконечная прямая – ось времени. Отсчет времени ведется от какого-либо условно выбранного события (взятого за начало отсчета), например, начало новой эры. Измерение времени осуществляется при помощи часов в широком смысле этого слова, то есть некоторого периодически повторяющегося процесса. За единицу времени принимают секунду (величину, связанную с осевым вращением Земли), равную 1/86400 части средних солнечных суток.
Систему координат, снабженную часами (для определения моментов времени, соответствующих определенным положениям тела), называют системой отсчета. В классической механике принимают, что в различных системах отсчета время течет одинаково, поэтому его называют абсолютным, тем самым время моделируется абсолютным временем.
При преобразовании системы отсчета координаты тела изменяются, а время не изменяется. Следовательно, между пространством и временем существует принципиальное различие.
Трехмерное евклидово пространство и абсолютное время приближенно отражают свойства реального пространства и времени. Однако, это приближение дает вполне достаточную для практики точность в области применимости классической механики. В релятивистской и квантовой механике свойства пространства и времени учитываются более полно.
2. Прямоугольная декартова система координат.
В механике
движение точечного тела 
всегда рассматривается
относительно системы отсчета, связанной с другим телом – телом отсчета 
. Все тела с равным основанном могут
быть приняты за тела отсчета. То есть с точки зрения кинематики все системы
отсчета равноправны. В динамике будут сформулированы критерии, позволяющие
предпочесть одну систему отсчета другой.
Система координат может быть произвольного вида. Наиболее употребительна прямоугольная декартова система. Рассмотрим основные ее элементы.
1°. Обозначения.
В системе 
обозначают через 
–начало отсчета, 
– оси координат, 
– типичную точку пространства.
2°. Координатные плоскости и прямые.
В
декартовой системе координат положение точки задается
с помощью тройки чисел-координат
(2.1)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.