En gelişmiş ve tanınmış mekaniğinin dalları statik, dinamik veya kinetik ve kinematik vardır. Birlikte, güçler veya toprak kaymaları tarafından itilme anında bedensel varlıkların davranışlarıyla ilgili bir bilim alanı oluştururlar.
Benzer şekilde, mekanik, vücut varlıklarının çevrelerindeki sonuçlarını inceler. Bilimsel disiplinin kökeni, Aristoteles ve Arşimet'in yazılarıyla antik Yunan'a dayanmaktadır.
Erken modern dönemde, Isaac Newton ve Galileo Galilei gibi ünlü bilim adamları, şimdi klasik mekanik olarak bilinen şeyi kurdular.
Hareketsiz olan veya ışık hızından açıkça daha düşük hızlarda yavaş çöken atomlarla ilgilenen klasik fiziğin bir dalıdır.
Tarihsel olarak, klasik mekanik önce gelirken, kuantum mekaniği nispeten yeni bir buluştur.
Klasik mekanik, Isaac Newton'un hareket yasalarından kaynaklanırken, kuantum mekaniği 20. yüzyılın başlarında keşfedildi.
Mekaniğin önemi, ister klasik ister kuantum olsun, fiziksel doğa hakkında var olan en kesin bilgiyi oluşturması ve özellikle matematik, fizik, kimya ve biyoloji gibi diğer sözde kesin bilimler için bir model olarak görülmesi gerçeğinde yatmaktadır.
Mekaniğin ana dalları
Mekaniğin modern dünyada sayısız kullanımı vardır. Çalışma alanlarının çeşitliliği, onu diğer disiplinlerin altında yatan farklı temaların anlaşılmasını kapsayacak şekilde çeşitlendirmeye yöneltti. İşte mekaniğin ana dalları.
Statik
Fizikte statik, denge koşullarında hareketsiz bedensel varlıklarda çalışan güçlerle ilgilenen mekaniğin dalıdır.
Temelleri, 2.200 yıldan daha uzun bir süre önce, kol ve şaft gibi basit makinelerin kuvvet artırıcı özelliklerini incelerken, eski Yunan matematikçi Arşimet ve diğerleri tarafından kuruldu.
Statik biliminin yöntemleri ve sonuçlarının özellikle binaların, köprülerin ve barajların yanı sıra vinçler ve diğer benzer mekanik cihazların tasarımında faydalı olduğu kanıtlanmıştır.
Bu tür yapıların ve makinelerin boyutlarını hesaplamak için, mimarlar ve mühendisler önce birbirine bağlı parçalarında yer alan güçleri belirlemelidir.
- Statik, bu bilinmeyen kuvvetleri tanımlamak ve tanımlamak için gerekli analitik ve grafik prosedürleri sağlar.
- Statics, ilgilendiği cisimlerin tamamen katı olduğunu varsayar.
- Ayrıca, hareketsiz bir varlık üzerinde çalışan tüm güçlerin toplamasının sıfır olması gerektiğini ve kuvvetlerin cismi herhangi bir eksen etrafında döndürme eğilimi olmaması gerektiğini savunur.
Bu üç koşul birbirinden bağımsızdır ve matematiksel formdaki ifadeleri denge denklemlerini içerir. Üç denklem vardır, bu nedenle yalnızca üç bilinmeyen kuvvet hesaplanabilir.
Üçten fazla bilinmeyen kuvvet varsa, bu, yapıda veya makinede uygulanan yükleri desteklemek için gerekli olan daha fazla bileşen olduğu veya gövdenin hareket etmesini önlemek için gerekenden daha fazla kısıtlama olduğu anlamına gelir.
Bu tür gereksiz bileşenler veya kısıtlamalar gereksiz olarak adlandırılır (örneğin, dört ayaklı bir tablonun bir yedek ayağı vardır) ve kuvvetlerin yönteminin statik olarak belirsiz olduğu söylenir.
Dinamik veya kinetik
Dinamik, fiziksel bilimin dalıdır ve maddi nesnelerin hareketlerini, onları etkileyen fiziksel faktörlerle ilişkili olarak incelemeye egemen olan bir mekanik alt bölümüdür: kuvvet, kütle, momentum, enerji.
Kinetik, kuvvetlerin ve çiftlerin kütleye sahip cisimlerin hareketi üzerindeki etkisine atıfta bulunan klasik mekaniğin dalıdır.
"Kinetik" terimini kullanan yazarlar dinamikleri klasik hareketli cisim mekaniğine uygularlar. Bu, denge koşulları altında hareketsiz haldeki cisimleri ifade eden statik ile çelişir.
Dinamik veya kinetikte, kuvvetlerin, torkların ve kütlelerin etkisinden ayrı olarak konum, hız ve ivme açısından hareketin açıklaması da yer alır.
Kinetik terimini kullanmayan yazarlar, klasik mekaniği kinematik ve dinamik olarak ikiye bölerler; buna kuvvetlerin toplamının ve çiftlerin toplamının sıfıra eşit olduğu özel bir dinamik durumu olarak statik de dahildir.
Günlük Yaşamda 10 Kinetik Enerji Örneği ilginizi çekebilir.
Kinematik
Kinematik, fiziğin bir dalı ve klasik mekaniğin, ilgili kuvvetleri, yani hareketlerin nedenlerini ve etkilerini dikkate almadan bir cismin veya cisim sisteminin geometrik olarak mümkün hareketiyle ilgili bir alt bölümüdür.
Kinematik, cisimlerin veya malzeme parçacığı sistemlerinin uzaysal konumunun, parçacıkların hareket ettiği hızın (hız) ve hızlarının değişme hızının (ivme) bir tanımını sağlamayı amaçlamaktadır.
Nedensel kuvvetler hesaba katılmadığında, hareket tanımları yalnızca hareketi kısıtlı olan, yani belirli yörüngelerde hareket eden parçacıklar için mümkündür. Sınırsız veya serbest harekette kuvvetler yolun şeklini belirler.
Düz bir yol boyunca hareket eden bir parçacık için, karşılık gelen konumların ve sürelerin bir listesi, parçacığın hareketini açıklamak için uygun bir şema oluşturacaktır.
Sürekli bir açıklama, konumu zaman açısından ifade eden matematiksel bir formül gerektirecektir.
Bir parçacık eğri bir yolda hareket ettiğinde, konumunun açıklaması daha karmaşık hale gelir ve iki veya üç boyut gerektirir.
Bu gibi durumlarda, tek bir grafik veya matematiksel formül şeklinde sürekli açıklamalar yapmak mümkün değildir.
Örneğin, bir daire üzerinde hareket eden bir parçacığın konumu, bir ucu dairenin merkezinde sabitlenmiş ve diğer ucu parçacığa tutturulmuş bir tekerleğin kolu gibi, dairenin dönen yarıçapı ile tanımlanabilir.
Dönüş yarıçapı, parçacığın konum vektörü olarak bilinir ve bununla sabit bir yarıçap arasındaki açı zamanın bir fonksiyonu olarak biliniyorsa, parçacığın hızının ve ivmesinin büyüklüğü hesaplanabilir.
Ancak hız ve ivmenin yönü ve büyüklüğü vardır. Hız her zaman yola teğettir, ivmenin iki bileşeni vardır; biri yola teğet, diğeri teğete diktir.
Referanslar
- Beer, FP ve Johnston Jr, ER (1992). Malzemelerin Statiği ve Mekaniği. McGraw-Hill, Inc.
- Dugas, Rene. Klasik Mekaniğin Tarihi. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, s. 19.
- David L. Goodstein. (2015). Mekanik. 4 Ağustos 2017, Encyclopædia Britannica, inc. Web sitesi: britannica.com.
- Encyclopædia Britannica Editörleri. (2013). Kinematik. 4 Ağustos 2017, Encyclopædia Britannica, inc. Web sitesi: britannica.com.
- Encyclopædia Britannica Editörleri. (2016). Kinetik. 4 Ağustos 2017, Encyclopædia Britannica, inc. Web sitesi: britannica.com.
- Encyclopædia Britannica Editörleri. (2014). Statik. 4 Ağustos 2017, Encyclopædia Britannica, inc. Web sitesi: britannica.com.
- Rana, NC ve Joag, PS Klasik Mekanik. Batı Petal Nagar, Yeni Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, s. 6.