Kokie yra mechanikos filialai?

The mechanikos šakos labiau išsivysčiusios ir žinomos yra statinė, dinamika ar kinetika ir kinematika. Kartu jie sudaro mokslo sritį, susijusią su kūno subjektų elgesiu, kai juos verčiasi galios ar nuošliaužos.

Be to, mechanika tiria fizinių subjektų pasekmes jų aplinkoje. Mokslo disciplina kilusi iš senovės Graikijos su Aristotelio ir Archimedo raštais.

Ankstyvuoju laikotarpiu kai kurie žinomi mokslininkai, pvz., Isaac Newton ir Galileo Galilei, išsprendė tai, kas dabar vadinama klasikine mechanika..

Tai klasikinės fizikos filialas, kuris sprendžia nejudančius ar lėtai nukritusius atomus, esant greičiui, kuris yra akivaizdžiai mažesnis už šviesos greitį.

Istoriškai klasikinė mechanika atėjo pirmiausia, o kvantinė mechanika yra palyginti nauja išradimas.

Klasikinė mechanika kilo iš Isaako Niutono judėjimo įstatymų, o kvantinė mechanika buvo atrasta XX a. Pradžioje..

Mechanikos svarba yra ta, kad klasikiniu ar kvantiniu požiūriu tai yra tikriausios žinios apie fizinę prigimtį ir ypač vertinamos kaip kitų vadinamųjų tiksliųjų mokslų, pavyzdžiui, matematikos, fizikos, chemijos ir biologijos, modelis..

Pagrindinės mechanikos šakos

Mechanika turi daug naudos šiuolaikiniame pasaulyje. Jo įvairių studijų sričių jis paskatino jį įvairinti, kad apimtų ir kitas temas, kuriomis grindžiamos kitos disciplinos. Žemiau pagrindinės mechanikos šakos.

Statinis

Fizika fizika yra mechanikos filialas, kuris yra atsakingas už galias, kurios veikia nejudančiuose kūno elementuose pusiausvyros sąlygomis.

Jo pagrindus sukūrė senovės graikų matematikas Archimedas ir kiti, prieš daugiau nei 2 200 metų, tiriant paprastų mašinų jėgų, tokių kaip svirtis ir velenas, stiprinimo charakteristikas..

Statikos mokslo metodai ir rezultatai yra ypač naudingi projektuojant pastatus, tiltus ir užtvankas, taip pat kranus ir kitus panašius mechaninius įrenginius..

Siekiant apskaičiuoti tokių konstrukcijų ir mašinų matmenis, architektai ir inžinieriai pirmiausia turi nustatyti įgaliojimus, kurie įsikiša į jų tarpusavyje susijusias dalis.

• Statinės sąlygos

1. Statinis suteikia būtinas analitines ir grafines procedūras, skirtas nustatyti ir apibūdinti šias nežinomas jėgas.
2. Statinis prielaida, kad įstaigos, su kuriomis ji užsiima, yra visiškai standžios.
3. Jis taip pat teigia, kad visų galių, kurios veikia įmonėje, pridėjimas turi būti nulinis ir neturi būti jokių tendencijų, kad jėgos sukasi kūną aplink bet kurią ašį.

Šios trys sąlygos yra nepriklausomos viena nuo kitos ir jų išraiška matematinėje formoje apima pusiausvyros lygtis. Yra trys lygtys, todėl galima apskaičiuoti tik tris nežinomas jėgas.

Jei yra daugiau nei trys nežinomos jėgos, tai reiškia, kad konstrukcijoje ar mašinoje yra daugiau komponentų, reikalingų norint palaikyti apkrovas, arba kad yra daugiau apribojimų, nei reikia, kad būtų išvengta kūno judėjimo..

Tokie nereikalingi komponentai ar apribojimai vadinami nereikalingais (pavyzdžiui, stalas su keturiomis kojomis turi nereikalingą koją) ir sakoma, kad jėgos metodas yra statiškai neapibrėžtas.

Dinamika arba kinetika

Dinamika yra fizikos mokslo ir mechanikos padalijimo filialas, dominuojantis materialinių objektų judėjimo tyrimuose, atsižvelgiant į juos veikiančius fizinius veiksnius: jėgą, masę, pagreitį, energiją.

Kinetika yra klasikinės mechanikos filialas, kuriame nurodoma jėgų ir porų įtaka kūnų, turinčių masę, judėjimui.

Autoriai, vartojantys terminą „kinetika“, naudoja dinamiką judančių kūnų klasikinei mechanikai. Tai prieštarauja statinei, kuri reiškia pusiausvyros sąlygomis esantį ramybės kūną.

Jų dinamika arba kinetika apima judėjimo aprašymą pagal padėtį, greitį ir pagreitį, išskyrus jėgų, porų ir masių įtaką..

Terminai „kinetika“ nenaudojantys autoriai klasikinę mechaniką skiria į kinematiką ir dinamiką, įskaitant statiką, kaip ypatingą dinamikos atvejį, kai jėgų ir porų suma yra lygi nuliui.

Galbūt jus domina 10 kasdienio gyvenimo kinetinės energijos pavyzdžių.

Kinematika

Kinematika yra fizikos filialas ir klasikinės mechanikos padalinys, susijęs su geometriniu požiūriu galimu kūno ar kūno sistemos judėjimu, neatsižvelgiant į susijusias jėgas, ty judesių priežastis ir poveikį..

Kinematikos tikslas - pateikti medžiagų dalelių kūnų ar sistemų erdvinės padėties aprašymą, greitį, kuriuo dalelės juda (greitis) ir greitį, kuriuo keičiasi jų greitis (pagreitis)..

Kai neatsižvelgiama į priežastines jėgas, judėjimo aprašymai galimi tik dalelėms, turinčioms ribotą judėjimą, ty judėti tam tikrose trajektorijose. Judėjimo be apribojimų ar laisvų jėgų jėgos nustato kelio kelią.

Dalelė, kuri juda tiesiu keliu, atitinkamų pozicijų ir laikų sąrašas sudarytų tinkamą schemą dalelių judėjimui aprašyti..

Nuolatinis aprašymas reikalauja matematinės formulės, kuri išreikštų poziciją laiko atžvilgiu.

Kai dalelė juda lenktu keliu, jo padėties aprašymas tampa sudėtingesnis ir reikalauja dviejų ar trijų matmenų.

Tokiais atvejais nepertraukiami aprašymai, pateikiami kaip vienas grafikas arba matematinė formulė, nėra įmanomi.

• Kinematikos pavyzdys

Pavyzdžiui, dalelės, kuri juda ant apskritimo, padėtis gali būti apibūdinama apskritimo sukamu spinduliu, kaip rato spindulys su fiksuotu galu apskritimo centre ir kitas galas, pritvirtintas prie dalelės.

Sukimosi spindulys žinomas kaip dalelių padėties vektorius ir, jei kampas tarp jo ir fiksuoto spindulio yra žinomas kaip laiko funkcija, gali būti apskaičiuojamas dalelių greičio ir pagreičio dydis..

Tačiau greitis ir pagreitis turi kryptį ir dydį. Greitis visada liečia trajektoriją, o pagreitis turi dvi sudedamąsias dalis: vieną trajektorijos liestinę ir kitą statmeną liestinei..

Nuorodos

1. Beer, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statika ir medžiagų mechanika. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Klasikinės mechanikos istorija. Niujorkas, NY: Dover Publications Inc, 1988, p.
3. David L. Goodstein. (2015). Mechanika 2017 m. Rugpjūčio 04 d. Iš Encyclopædia Britannica, inc. Tinklalapis: britannica.com.
4. „Encyclopædia Britannica“ redaktoriai. (2013). Kinematika. 2017 m. Rugpjūčio 04 d. Iš Encyclopædia Britannica, inc. Tinklalapis: britannica.com.
5. „Encyclopædia Britannica“ redaktoriai. (2016). Kinetika. 2017 m. Rugpjūčio 04 d. Iš Encyclopædia Britannica, inc. Tinklalapis: britannica.com.
6. „Encyclopædia Britannica“ redaktoriai. (2014). Statika. 2017 m. Rugpjūčio 04 d. Iš Encyclopædia Britannica, inc. Tinklalapis: britannica.com.
7. Rana, N. C. ir Joag, P.S. Klasikinė mechanika West Petal Nagar, Naujasis Delis. Tata McGraw-Hill, 1991, p. 6.