Техническая механика является одним из разделов Механики, в котором изучаются законы движения тел и общие свойства этих движений.
На основе этих закономерностей разработаны методы и приемы технической механики, позволяющие конструировать сооружения, механизмы и машины, а также производить практические расчеты различных технических и строительных конструкций на прочность, устойчивость, жесткость, т. е. - на работоспособность в заданном интервале нагрузок. Техническая механика включает следующие разделы:
Теоретическая механика
Сопротивление материалов
Детали и механизмы машин
Механика занимает одно из центральных мест среди наук, непосредственно обеспечивающих ускорение научно-технического процесса человечества. Ей принадлежит ведущая роль в разработке научной базы инженерного дела на основе использования широкого спектра методов физических исследований, математического и компьютерного анализа и моделирования. Выдающиеся достижения космической техники, авиации, гидротехники, машино- и приборостроения, строительной индустрии, судостроения опираются на глубокое понимание законов механики и точный расчет, основанный на данных экспериментов и теоретических исследований.
Механизация прочно вошла в нашу жизнь: подъемные краны, экскаваторы, бульдозеры, путеукладчики, различные сельскохозяйственные и другие машины применяет сейчас человек для облегчения своего труда. В самой машиностроительной промышленности многие работы сейчас производятся на автоматических станках и линиях почти без участия людей.
Все многочисленные машины — от самых простых до чрезвычайно сложных — рассчитываются по законам Механики, и правильная эксплуатация их также требует знания этих законов.
Без знания механики невозможны расчеты технологических процессов в машиностроении, металлургии, производстве синтетических полимеров, легкой промышленности, при добыче полезных ископаемых, в пищевой промышленности, в сельскохозяйственном производстве - при обработке почвы, внесении удобрений, поливке, уборке урожая.
Это произошло потому, что в ходе исторического развития ряд разделов теоретической механики, вследствие специфики объектов исследования и применяемых математических методов, становятся вполне самостоятельными науками. В этих науках обычно к моделям и законам теоретической механики добавляются новые модели и законы, характеризующие дополнительные свойства материальных тел.
В механике сплошной среды добавляется новая абстрактная модель - сплошная среда. В теории упругости и сопротивлении материалов учитываются деформации тел и добавляется закон о связи деформаций с силами. В гидродинамике учитывается скорость деформации и используется дополнительный закон о связи скоростей деформации и сил. В газовой динамике или аэродинамике, кроме того, учитывается сжимаемость газа.
В теоретической механике зародилась теория автоматического управления. Ее связывают с механикой не только исторические корни и общие методы, в ее основе лежат разделы теоретической механики - устойчивость равновесия и движения, теория колебаний. Указанные разделы часто излагаются в современном курсе теоретической механики, хотя они достаточно давно стали самостоятельными науками.
Механика вообще и теоретическая механика, в частности, имеют свою историю становления и непрерывно развиваются. Наибольший вклад в основу современной теоретической механики внесли великие ученые Галилей (1564 - 1642) и Ньютон (1643 - 1727). Вклад Ньютона настолько велик, что классическую механику часто называют ньютоновой механикой. Он обобщил знания в области механических явлений, сформулировал первичные понятия и аксиомы классической механики.
Материя без движения так же немыслима, как движение без материи, гласит одно из основных положений диалектического материализма. Все тела движутся, начиная от звезд, планет и искусственных спутников и кончая мельчайшими зернами вещества: молекулами и элементарными частицами. Механика - наука о законах движения тел - имеет отношение ко всем явлениям природы и творениям техники, ко всем естественным научным дисциплинам. Как доказательство данному утверждению, можно привести следующие примеры.
Механика сыграла основную роль в развитии теоретических основ воздухоплавания и теории движения ракет. Механика научила инженеров выполнять сложные расчеты на прочность и устойчивость летательных аппаратов, а также избавляться от губительных вибраций крыльев самолетов и двигателей ракет. Безошибочный полет отечественных космических кораблей по заданным орбитам обеспечили сверхточные гироскопические и иные командные приборы, основанные на использовании тончайших механических явлений. Подобные же приборы безотказно провели советскую подводную лодку подо льдами Северного полюса.
Родившаяся в глубокой древности наука механика находится ныне в зрелом периоде своего развития.
Задачи механики встречаются всюду, чуть ли не во всех естественных науках и их приложениях. Методы исследования механики, при которых с самого же начала точно формулируются исходные положения задачи и принятые упрощающие допущения и предположения, а в конце дается оценка точности решений или сравнение с результатами экспериментов, все более проникают в другие физические и технические дисциплины. Вместе с тем не следует упускать из виду, что при кажущейся простоте формулировок основных законов движения и равновесия тел в природе задачи механики сложны и небольшая ошибка в рассуждениях или постановке задачи нередко ведет к неверным заключениям.
