Материалдық нүкте (немесе жай ғана бөлшек) деп қарастырылып отырған мәселе жағдайында мөлшерлерін ескермеуге болатын денені атайды. Бір ғана денені бір жағдайларда материалдық нүкте деп, екінші жағдайларда созылыңқы дене деп қарастыруға тура келетіндігі анық.
Абсолют қатты дене немесе жай ғана қатты дене деп қозғалыс процесі кезінде кез келген екі нүктесінің ара қашықтықтары өзгеріссіз қалатын материалдық нүктелер жүйесін атайды. Реал денені абсолют қатты дене деп санау үшін оның қозғалыс кезіндегі деформациясы ескерілмейтіндей аз болу керек.
Механиканың алдына негізгі екі мәселе қойылады:
1. Түрліше қозғалыстарды зерттеу және алынған нәтижелердің қозғалыс заңдары – әрбір нақты жағдайларда қозғалыстың сипатын алдын–ала айтып бере алатындай заңдар – түрінде тұжырымдау.
2. Жүйені түзетін денелердің арасындағы өзара әрекеттесулердің нақты түріне тәуелсіз түрде кезкелген жүйеге тән болатын жалпы қасиеттерді табу.
Бірінші мәселені шешудің арқасында Ньютон мен Эйнштейн динамикалық заңдарды ашса, екінші мәселені шешу – энергия, импульс және импульс моменті тәрізді іргелі шамаларды ашуға әкелді.
Динамикалық заңдар мен энергияның, импульстың және импульс моментінің сақталу заңдары механиканың негізгі заңдары болып табылады
Дененің немесе денелер жүйесінің басқа денелерге қатысты кеңістіктегі орнының уақыт бойынша өзгеруі механикалық қозғалыс деп аталады. Осыған сай дененің қозғалысын зерттеу дененің кез келген уақыт мезетіндегі орнын анықтау болып табылады. Механиканың негізгі мақсаты – дененің кез келген уақыт мезетіндегі орнын анықтау. Дененің қозғалысын өзіміз тыныштықта тұр деп алып отырған денемен салыстыра отырып қана анықтай аламыз. Егер денелердің алғашқы тобын тыныштықта деп алатын болсақ, онда екінші денелер тобы біріншілерге қатысты қозғалыста болады. Механикалық қозғалыс салыстырмалы болып табылады. Осыдан келіп, дененің орнын басқа, санақ денесі деп аталатын денеге қатысты ғана анықтай алатындығымыз шығады. Санақ денесіне бекітілген өзара перпендикуляр үш түзулер жүйесі координаттар жүйесі деп аталады (1.1-сурет).
Дененің кеңістіктегі орны оның координаттарымен анықталады. Механиканың негізгі мақсаты дененің кеңістіктегі орнын кез келген уақыт мезетінде анықтау болатындықтан, уақыттың да санақ басын көрсете білуіміз керек. Координаттар жүйесі, олар байланысты болатын санақ денесі және уақыттың санақ басы санақ жүйесін түзеді.
Дененің қозғалысы осы санақ жүйесіне қатысты зерттеледі.
Дененің механикалық қозғалысын қарастырған кезде материалдық нүкте түсінігі үлкен рөл атқарады, ол көп жағдайда қарастырылып отырған есептің шешуін жеңілдетеді.
Егер дененің мөлшері оның жүріп өтетін қашықтығымен салыстырғанда, немесе өзінен координаттар басына дейінгі қашықтықпен салыстырғанда шексіз аз болатын болса, онда денені материалдық нүкте деп атайды. Денені материалдық нүкте деп оның қозғалыс сипатына қарай да алуға болады. Егер денені құрайтын оның барлық нүктелері бірдей қозғалыста болса, яғни дене ілгерілемелі қозғалатын болса, онда ол денені материалдық нүкте деп алуға болады. Дәл осы тәрізді дененің қозғалысын жуық түрде ілгерілемелі деп ала алатын болсақ та, ол денені материалдық нүкте деп қарастыруға болады. Материладық нүкте түсінігіне мына мысалдарды келтіре кетейік:
1. Жарыс кезіндегі спортшы лақтырған дискінің сипаттамалық қашықтығы – дискінің радиусы, ол оның мөлшерінің – диаметрінің жартысына тең. Демек бұл жерде дискіні материалдық нүкте деп қарастыра алмаймыз. Сол дискіні спортшы 50 метрге лақтырсын делік. Осы дискіні материалдық нүкте деп алуға болады, себебі дискінің мөлшері – оның диаметрі, 50 м қашықтықтан жүздеген есе аз.
2. Жолаушы таситын ұшақ алыс қашықтыққа ұшқан кезде оның мөлшері ұшу қашықтығымен салыстырғанда ескерімсіз аз шама болады. Бұл жерде ұшақ – материалдық нүкте. “Штопорға” түскен ұшақ (өз осінен айнала қозғалады) материалдық нүктеге жатпайды.
3. Космос кораблі жердегі басқару пунктіндегілер үшін материалдық нүкте де, ал ондағы космонавтар үшін де, орбиталық станциядағылар үшін де материалдық нүкте болып табылмайды.
Дененің механикалық қозғалысы кезінде оның орнының өзгеріп отыратындығы анық.
Дененің (материалдық нүктенің) орын ауыстыруы деп дененің бастапқы орнын оның келесі мезеттегі орнымен косатын түзудің бағытталған кесіндісін айтады. Орын ауыстыру векторлық шама, ол өзінің сан мәнімен және бағытымен сипаттталады.
Кеңістікте қозғалып жүрген түрі бойынша қозғалысты түзу сызықтық және қисық сызықтық деп бөледі. Материалдық нүктенің қозғалысы бойынша бірде жеделдеп, бірде баяулап өзгеріп отыруы мүмкін. Осыдан келіп материалдық нүктелердің қозғалысын ажыратудың екінші белгісі осы нүктенің бірдей уақыт аралықтарында жүріп өткен жолдарын салыстыру мүмкіншілігі шығады. Осыған қарай қозғалыстарды бірқалыпты және бірқалыпсыз деп бөледі.
Кез келген бірдей уақыт аралықтарында бірдей қашықтық өтетін материалдық нүктенің қозғалысын бірқалыпты қозғалыс деп атайды. Бірдей уақыт аралықтарында түрліше қашықтықтарды өтетін материалдық нүктенің қозғалысы бірқалыпсыз немесе айналмалы деп аталады.
Мөлшерлерін ескермеуге болмайтын дененің қозғалысын қарастырған кезде оны қозғалыстағы материалдық нүктелердің жиынтығы деп алуға болады. Дененің жеке дара материалдық нүктелерінің бір-бірлеріне қатысты қозғалыс сипатына қарай денелердің қозғалысы ілгерлемелі және айнымалы болады.
Өз-өзіне параллель орын ауыстыратын АБ шыбықты алайық (1.2-сурет). Осы кезде оның әрбір жаңа қалпы (А1Б1 және А2Б2) оның бастапқы қалпына (АБ) параллель болады. Сонда шыбықтың барлық нүктелері дәлме-дәл бірдей траекториялар сызып шығады (суретте шыбықтың ұштарының траекториялары үзік сызықтармен көрсетілген).
Ал егер оске орнатылған дискінің айналысын қарастыратын болсақ, онда басқа жағдайға душар боламыз (1.3-сурет). Дискінің барлық нүктелері центрлері ВГ остің бойында жататын шеңберлер бойымен қозғалады. Жеке-дара нүктелердің бірдей уақыт аралығында өткен жолдары бұл жерде түрліше болады. Мәселен, бірдей уақытта А нүкте Б нүктеге қарағанда көбірек жол жүреді.
Дененің қозғалыс кезінде кез келген нүктесін қосып тұрған түзу өзіне параллель орын ауыстыратын қозғалысы ілгерлемелі деп аталады.
Дененің, барлық нүктелері параллель жазықтықтарда орналасқан және центрлері бір түзудің бойында жататын шеңберлер бойымен өтетін қозғалысы, айналмалы қозғалыс деп аталады. Түзу сызықтың өзі айналу осі деп аталады. Ілгерлемелі қозғалыс кезінде дененің барлық нүктелері бірдей қозғалатын болғандықтан, мұндай қозғалысты қарастырған кезде бір ғана нүктенің қозғалысы жайлы сөз етеміз.
