JAKIE SĄ GAŁĘZIE MECHANIKI? - NAUKA - 2026

Do najbardziej rozwiniętych i dobrze znane gałęzie mechaniki są statyki, dynamiki i kinematyki i kinetyki,. Razem tworzą dziedzinę nauki związaną z zachowaniem się bytów cielesnych w momencie wypychania przez moce lub osuwisk.

Podobnie mechanika bada konsekwencje cielesnych bytów w ich środowisku. Dyscyplina naukowa ma swoje korzenie w starożytnej Grecji z pismami Arystotelesa i Archimedesa.

We wczesnym okresie nowożytnym znani naukowcy, tacy jak Izaak Newton i Galileo Galilei, ustalili to, co obecnie jest znane jako mechanika klasyczna.

Jest to gałąź fizyki klasycznej, która zajmuje się atomami, które są nieruchome lub wytrącają się powoli, z prędkością ewidentnie mniejszą niż prędkość światła.

Historycznie rzecz biorąc, mechanika klasyczna zajmowała pierwsze miejsce, podczas gdy mechanika kwantowa jest stosunkowo nowym wynalazkiem.

Mechanika klasyczna wywodzi się z praw ruchu Izaaka Newtona, podczas gdy mechanika kwantowa została odkryta na początku XX wieku.

Znaczenie mechaniki polega na tym, że niezależnie od tego, czy jest to klasyczna, czy kwantowa, stanowi ona najpewniejszą wiedzę o naturze fizycznej i była szczególnie postrzegana jako model dla innych tak zwanych nauk ścisłych, takich jak matematyka, fizyka, chemia i biologia.

Główne gałęzie mechaniki

Mechanika ma niezliczone zastosowania we współczesnym świecie. Różnorodność dziedzin nauki doprowadziła ją do zróżnicowania, aby objąć rozumienie różnych tematów leżących u podstaw innych dyscyplin. Oto główne gałęzie mechaniki.

Statyczny

Statyka w fizyce jest gałęzią mechaniki, która zajmuje się mocami działającymi w nieruchomych jednostkach cielesnych w warunkach równowagi.

Jego fundamenty zostały założone ponad 2200 lat temu przez starożytnego greckiego matematyka Archimedesa i innych, podczas badania właściwości wzmacniających siłę prostych maszyn, takich jak dźwignia i wałek.

Metody i wyniki nauki o statyki okazały się szczególnie przydatne w projektowaniu budynków, mostów i tam, a także dźwigów i innych podobnych urządzeń mechanicznych.

Aby obliczyć wymiary takich konstrukcji i maszyn, architekci i inżynierowie muszą najpierw określić moce zaangażowane w ich wzajemnie połączone części.

• Warunki statyczne

1. Statyka zapewnia analityczne i graficzne procedury niezbędne do identyfikacji i opisu tych nieznanych sił.
2. Statyka zakłada, że ​​ciała, z którymi ma do czynienia, są idealnie sztywne.
3. Utrzymuje również, że suma wszystkich mocy działających na byt w stanie spoczynku musi wynosić zero i że nie może być tendencji do obracania ciała wokół dowolnej osi.

Te trzy warunki są od siebie niezależne, a ich wyrażenie w postaci matematycznej obejmuje równania równowagi. Istnieją trzy równania, więc można obliczyć tylko trzy nieznane siły.

Jeśli istnieją więcej niż trzy nieznane siły, oznacza to, że w konstrukcji lub maszynie jest więcej elementów, które są wymagane do podparcia przyłożonych obciążeń lub że istnieje więcej ograniczeń niż potrzeba, aby zapobiec poruszaniu się ciała.

Takie niepotrzebne komponenty lub ograniczenia są określane jako zbędne (np. Stół z czterema nogami ma jedną redundantną nogę) i mówi się, że metoda sił jest statycznie nieokreślona.

Dynamiczne lub kinetyczne

Dynamika jest działem nauk fizycznych i podziałem mechaniki, który dominuje w badaniu ruchu obiektów materialnych w odniesieniu do wpływających na nie czynników fizycznych: siły, masy, pędu, energii.

Kinetyka to gałąź mechaniki klasycznej, która odnosi się do wpływu sił i par na ruch ciał o masie.

Autorzy, którzy używają terminu „kinetyka”, stosują dynamikę do klasycznej mechaniki ruchomego ciała. Jest to przeciwieństwo statyczności, która odnosi się do ciał w stanie spoczynku w warunkach równowagi.

Dynamika lub kinetyka obejmuje opis ruchu w zakresie położenia, prędkości i przyspieszenia, poza wpływem sił, momentów i mas.

Autorzy, którzy nie używają terminu kinetyka, dzielą mechanikę klasyczną na kinematykę i dynamikę, w tym statykę jako szczególny przypadek dynamiki, w którym suma sił i sumy par są równe zeru.

Możesz być zainteresowany 10 przykładami energii kinetycznej w życiu codziennym.

Kinematyka

Kinematyka jest działem fizyki i podziałem mechaniki klasycznej związanym z geometrycznie możliwym ruchem ciała lub układu ciał bez uwzględnienia zaangażowanych sił, to znaczy przyczyn i skutków ruchów.

Kinematyka ma na celu przedstawienie opisu przestrzennego położenia ciał lub układów cząstek materialnych, prędkości, z jaką poruszają się cząstki (prędkość) oraz szybkości, z jaką zmienia się ich prędkość (przyspieszenie).

Bez uwzględnienia sił przyczynowych opis ruchu jest możliwy tylko dla cząstek, które mają ograniczony ruch, to znaczy poruszają się po określonych trajektoriach. W ruchu nieograniczonym lub swobodnym siły określają kształt ścieżki.

Dla cząstki poruszającej się po prostej ścieżce, lista odpowiadających pozycji i czasów stanowiłaby odpowiedni schemat opisujący ruch cząstki.

Ciągły opis wymagałby wzoru matematycznego wyrażającego pozycję w czasie.

Kiedy cząstka porusza się po zakrzywionej ścieżce, opis jej położenia staje się bardziej skomplikowany i wymaga dwóch lub trzech wymiarów.

W takich przypadkach ciągłe opisy w postaci pojedynczego wykresu lub wzoru matematycznego nie są możliwe.

• Przykład kinematyki

Na przykład położenie cząstki poruszającej się po okręgu można opisać za pomocą promienia obrotu koła, podobnie jak szprychy koła, którego jeden koniec jest zamocowany w środku koła, a drugi koniec jest przymocowany do cząstki.

Promień obrotu jest znany jako wektor położenia cząstki, a jeśli kąt między nim a stałym promieniem jest znany jako funkcja czasu, można obliczyć wielkość prędkości i przyspieszenia cząstki.

Jednak prędkość i przyspieszenie mają kierunek i wielkość. Prędkość jest zawsze styczna do toru, podczas gdy przyspieszenie ma dwie składowe, jedną styczną do ścieżki, a drugą prostopadłą do stycznej.

Bibliografia

1. Beer, FP & Johnston Jr, ER (1992). Statyka i mechanika materiałów. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Historia mechaniki klasycznej. Nowy Jork, NY: Dover Publications Inc, 1988, str.19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mechanika. 4 sierpnia 2017, z Encyclopædia Britannica, inc. Strona internetowa: britannica.com.
4. Redaktorzy Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematyka. 4 sierpnia 2017, z Encyclopædia Britannica, inc. Strona internetowa: britannica.com.
5. Redaktorzy Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetyka. 4 sierpnia 2017 r. Z Encyclopædia Britannica, inc. Strona internetowa: britannica.com.
6. Redaktorzy Encyclopædia Britannica. (2014). Statyka. 4 sierpnia 2017, z Encyclopædia Britannica, inc. Strona internetowa: britannica.com.
7. Rana, NC, i Joag, PS Mechanika klasyczna. West Petal Nagar, Nowe Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, s. 6.