Što su granice mehanike?



grane mehanike razvijeniji i poznatiji su statika, dinamika ili kinetika i kinematika. Zajedno čine područje znanosti povezano s ponašanjem tjelesnih entiteta u trenutku guranja moći ili klizišta.

Isto tako, mehanika proučava posljedice tjelesnih entiteta u njihovoj okolini. Znanstvena disciplina potječe iz antičke Grčke spisima Aristotela i Arhimeda.

Tijekom ranog modernog razdoblja, neki poznati znanstvenici kao što su Isaac Newton i Galileo Galilei naselili su ono što je danas poznato kao klasična mehanika..

To je grana klasične fizike koja se bavi atomima koji su nepokretni ili koji polako padaju, brzinom koja je očito niža od brzine svjetlosti..

Povijesno gledano, klasična mehanika je došla na prvo mjesto, dok je kvantna mehanika relativno novi izum.

Klasična mehanika nastala je zakonima gibanja Isaaca Newtona dok je kvantna mehanika otkrivena početkom 20. stoljeća.

Važnost mehanike je u tome da, bilo klasično ili kvantno, to je najistinitije znanje koje postoji o fizičkoj prirodi i koje se posebno vidi kao model za druge tzv. Egzaktne znanosti kao što su matematika, fizika, kemija i biologija..

Glavne grane mehanike

Mehanika ima mnogo koristi u suvremenom svijetu. Njegova raznolikost područja istraživanja dovela ga je do raznolikosti kako bi uključila razumijevanje različitih tema koje su u osnovi drugih disciplina. Ispod glavnih grana mehanike.

statički

Statika u fizici je grana mehanike koja je zadužena za moći koje djeluju u nepokretnim tjelesnim entitetima u uvjetima ravnoteže.

Njegove temelje su prije više od 2.200 godina utemeljili stari grčki matematičar Arhimed i drugi, dok su proučavali karakteristike pojačanja jednostavnih strojnih sila kao što su poluga i osovina.

Metode i rezultati statičke znanosti pokazali su se osobito korisnima u projektiranju zgrada, mostova i brana, kao i dizalica i drugih sličnih mehaničkih uređaja..

Kako bi se izračunale dimenzije takvih konstrukcija i strojeva, arhitekti i inženjeri moraju najprije odrediti ovlasti koje interveniraju u njihovim međusobno povezanim dijelovima.

  • Statički uvjeti

  1. Statika pruža potrebne analitičke i grafičke postupke za identifikaciju i opis tih nepoznatih sila.
  2. Statika pretpostavlja da su tijela s kojima se bavi savršeno kruta.
  3. On također tvrdi da dodavanje svih moći koje djeluju u entitetu u mirovanju mora biti nula i da ne smije biti sklonosti silama da rotiraju tijelo oko bilo koje osi.

Ta tri uvjeta su međusobno neovisna, a njihov izraz u matematičkom obliku uključuje jednadžbe ravnoteže. Postoje tri jednadžbe, tako da se mogu izračunati samo tri nepoznate sile.

Ako postoji više od tri nepoznate sile, to znači da u konstrukciji ili stroju ima više komponenti koje su potrebne za podupiranje opterećenja ili da postoji više ograničenja nego što je potrebno da se spriječi kretanje tijela..

Takve nepotrebne komponente ili ograničenja nazivaju se redundantnim (na primjer, tablica s četiri noge ima redundantnu nogu) i kaže se da je metoda sile statički neodređena.

Dinamika ili kinetika

Dinamika je grana fizičke znanosti i podjela mehanike koja dominira proučavanjem kretanja materijalnih objekata u odnosu na fizičke faktore koji utječu na njih: sila, masa, moment, energija.

Kinetika je grana klasične mehanike koja se odnosi na djelovanje sila i parova na kretanje tijela koja imaju masu.

Autori koji koriste termin "kinetika" primjenjuju dinamiku na klasičnu mehaniku pokretnih tijela. To je u suprotnosti sa statikom, koja se odnosi na tijela u mirovanju, u uvjetima ravnoteže.

Oni uključuju, u dinamici ili kinetici, opis kretanja u smislu položaja, brzine i ubrzanja, osim utjecaja sila, parova i masa.

Autori koji ne koriste pojam kinetika dijele klasičnu mehaniku na kinematiku i dinamiku, uključujući statiku kao poseban slučaj dinamike u kojoj su zbrajanje sila i zbroj parova jednaki nuli..

Vi svibanj biti zainteresirani za 10 primjera kinetičke energije u svakodnevnom životu.

kinematika

Kinematika je grana fizike i podjela klasične mehanike povezana s geometrijski mogućim kretanjem tijela ili sustava tijela bez razmatranja uključenih sila, odnosno uzroka i učinaka pokreta.

Kinematika ima za cilj dati opis prostornog položaja tijela ili sustava čestica materijala, brzinu kretanja čestica (brzinu) i brzinu kojom se mijenja njihova brzina (ubrzanje)..

Kada uzročne sile nisu uzete u obzir, opisi kretanja mogući su samo za čestice koje imaju ograničeno kretanje, to jest, koje se kreću u određenim putanjama. U kretanju bez ograničenja, ili slobodno, sile određuju način puta.

Za česticu koja se kreće po ravnoj stazi, popis odgovarajućih položaja i vremena činio bi adekvatnu shemu za opisivanje kretanja čestice.

Stalni opis zahtijeva matematičku formulu koja bi izrazila položaj u smislu vremena.

Kada se čestica kreće na zakrivljenoj stazi, opis njezina položaja postaje složeniji i zahtijeva dvije ili tri dimenzije.

U takvim slučajevima, kontinuirani opisi u obliku jednog grafikona ili matematičke formule nisu izvedivi.

  • Primjer kinematike

Položaj čestice koja se kreće po krugu, na primjer, može se opisati rotirajućim radijusom kruga, poput zraka kotača s fiksnim krajem u središtu kruga, a drugi kraj pričvršćen za česticu.

Radijus rotacije poznat je kao položajni vektor za česticu i, ako je kut između njega i fiksnog radijusa poznat kao funkcija vremena, može se izračunati veličina brzine i ubrzanja čestice..

Međutim, brzina i ubrzanje imaju smjer i veličinu. Brzina je uvijek tangenta na putanju, dok ubrzanje ima dvije komponente, jednu tangentnu na putanju i drugu okomitu na tangentu.

reference

  1. Beer, F.P. & Johnston Jr., E.R. (1992). Statika i mehanika materijala. McGraw-Hill, Inc..
  2. Dugas, Rene. Povijest klasične mehanike. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, str.
  3. David L. Goodstein. (2015). Mehanika. 4. kolovoza 2017., iz Encyclopædia Britannica, inc. Web stranica: britannica.com.
  4. Urednici enciklopedije Britannica. (2013). Kinematika. 4. kolovoza 2017., iz Encyclopædia Britannica, inc. Web stranica: britannica.com.
  5. Urednici enciklopedije Britannica. (2016). Kinetika. 4. kolovoza 2017., iz Encyclopædia Britannica, inc. Web stranica: britannica.com.
  6. Urednici enciklopedije Britannica. (2014). Statika. 4. kolovoza 2017., iz Encyclopædia Britannica, inc. Web stranica: britannica.com.
  7. Rana, NC, i Joag, P.S. Klasična mehanika West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, str.