Millised on mehaanika harud?

The mehaanika harud rohkem arenenud ja tuntud on staatiline, dünaamika või kineetika ja kinemaatika. Koos moodustavad nad teadusvaldkonna, mis on seotud kehaliste üksuste käitumisega volituste või maalihete ajal..

Samuti uurib mehaanika kehaüksuste tagajärgi oma keskkonnas. Teaduslik distsipliin pärineb Vana-Kreekast Aristotelese ja Archimedese kirjutistega.

Varajase kaasaegse perioodi jooksul lahendasid mõned tuntud teadlased, näiteks Isaac Newton ja Galileo Galilei, mis on nüüd tuntud kui klassikaline mehaanika.

See on klassikalise füüsika haru, mis tegeleb liikumatute või aeglaselt langevate aatomitega kiirusel, mis on selgelt madalam valguse kiirusest..

Ajalooliselt tuli esmalt klassikaline mehaanika, samas kui kvantmehaanika on suhteliselt uus leiutis.

Klassikaline mehaanika sai alguse Isaac Newtoni liikumisseadustest, samas kui kvantmehaanika avastati 20. sajandi alguses.

Mehaanika tähtsus on see, et kas klassikaline või kvantne on füüsilise olemuse kohta tõeline teadmine ja seda peetakse eeskätt teiste nn täppisteaduste, näiteks matemaatika, füüsika, keemia ja bioloogia mudeliks..

Mehaanika peamised harud

Mehaanikatel on tänapäeva maailmas palju kasutusviise. Tema mitmesugused õppevaldkonnad on viinud teda mitmekesistuma, et hõlmata ka teiste valdkondade aluspõhimõtteid. Mehaanika peamiste harude all.

Staatiline

Füüsikas on staatika mehaanika haru, mis vastutab volituste eest, mis toimivad liikumatud kehalised üksused tasakaalu tingimustes.

Selle alused loodi enam kui 2200 aastat tagasi iidse kreeka matemaatiku Archimedese jt poolt, uurides samas lihtsate masinajõudude, näiteks kangi ja võlli võimendusomadusi..

Staatika teaduse meetodid ja tulemused on osutunud eriti kasulikuks hoonete, sildade ja tammide, samuti kraanade ja muude sarnaste mehaaniliste seadmete projekteerimisel..

Selliste struktuuride ja masinate mõõtmete arvutamiseks peavad arhitektid ja insenerid kõigepealt kindlaks määrama volitused, mis nende omavahel seotud osades sekkuvad.

• Staatilised tingimused

1. Staatiline annab vajalikud analüütilised ja graafilised protseduurid nende tundmatute jõudude tuvastamiseks ja kirjeldamiseks.
2. Staatiline eeldab, et organid, millega ta tegelevad, on täiesti jäigad.
3. Samuti väidab ta, et kõigi üksuses puhkeolekus tegutsevate volituste lisamine peab olema null ja et ei tohi olla kalduvust jõude pöörata keha ümber mis tahes telje ümber.

Need kolm tingimust on üksteisest sõltumatud ja nende väljendus matemaatilises vormis sisaldab tasakaalu võrrandeid. On kolm võrrandit, seega saab arvutada ainult kolm tundmatut jõudu.

Kui on rohkem kui kolm tundmatut jõudu, tähendab see, et struktuuris või masinas on rohkem komponente, mis on vajalikud rakendatavate koormuste toetamiseks või et on rohkem piiranguid, kui on vaja keha liikumise vältimiseks..

Selliseid mittevajalikke komponente või piiranguid nimetatakse ülearuseks (näiteks nelja jalaga laual on üleliigne jalg) ja öeldakse, et jõumeetod on staatiliselt määramatu.

Dünaamika või kineetika

Dünaamika on füüsilise teaduse ja mehaanika alljaotuse haru, mis domineerib materiaalsete objektide liikumise uurimisel nende füüsilisi tegureid arvestades: jõud, mass, hoog, energia.

Kineetika on klassikalise mehaanika haru, mis viitab jõudude ja paaride mõjule massiga kehade liikumisele.

Autorid, kes kasutavad terminit "kineetika", rakendavad liikuvate kehade klassikalise mehaanika dünaamikat. See on vastuolus staatilise olukorraga, mis viitab puhkeasendis olevatele kehadele tasakaalutingimustes.

Need hõlmavad dünaamikas või kineetikas liikumise kirjeldust asukoha, kiiruse ja kiirenduse poolest, välja arvatud jõudude, paaride ja masside mõju..

Autorid, kes ei kasuta terminit kineetika, jagavad klassikalise mehaanika kinemaatikaks ja dünaamikaks, sealhulgas staatika kui dünaamika erijuhtum, kus jõudude lisamine ja paaride summa on võrdne nulliga.

Te võite olla huvitatud kümnest kineetilise energia näidisest igapäevaelus.

Kinemaatika

Kinemaatika on füüsika haru ja klassikalise mehaanika alajaotus, mis on seotud keha või keha süsteemi geomeetriliselt võimaliku liikumisega, arvestamata kaasatud jõude, st liikumiste põhjuseid ja tagajärgi.

Kinemaatika eesmärk on kirjeldada materjaliosakeste kehade või süsteemide ruumilist asendit, kiirust, millega osakesed liiguvad (kiirus), ja kiirust, millega nende kiirus muutub (kiirendus).

Kui põhjuslikke jõude ei võeta arvesse, on liikumise kirjeldused võimalikud ainult nende liikumiste osas, mis on piiratud liikumisega, st liikuvad teatud trajektoorides. Piiranguteta või vaba liikumises määravad jõud teed.

Osakeste puhul, mis liiguvad sirgel teel, moodustaks vastavate positsioonide ja aegade loetelu sobiva skeemi osakese liikumise kirjeldamiseks..

Pidev kirjeldus nõuaks matemaatilist valemit, mis väljendaks positsiooni aja jooksul.

Kui osake liigub kõverdatud rajal, muutub selle asukoha kirjeldus keerulisemaks ja vajab kahte või kolme mõõdet.

Sellistel juhtudel ei ole pidevad kirjeldused ühe graafiku või matemaatilise valemi kujul teostatavad.

• Kinemaatika näide

Näiteks ringil liikuva osakese asendit võib kirjeldada ringi pöörleva raadiusega, nagu ratta raadius, millel on fikseeritud ots ringi keskel ja teine ​​ots osakese külge kinnitatud..

Pöörlemisraadius on tuntud kui osakese positsioonivektor ja kui selle ja fikseeritud raadiuse vahelist nurka tuntakse aja funktsioonina, saab arvutada osakese kiiruse ja kiirenduse suuruse..

Kuid kiirusel ja kiirendusel on suund ja suurus. Kiirus on alati trajektoori puutuja, samas kui kiirendusel on kaks komponenti, üks puutuja trajektoorile ja teine ​​risti puutujaga.

Viited

1. Beer, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Materjalide staatika ja mehaanika. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Klassikalise mehaanika ajalugu. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, lk 19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mehaanika 04 August, 2017, alates Encyclopædia Britannica, inc. Veebisait: britannica.com.
4. Encyclopædia Britannica toimetajad. (2013). Kinemaatika. 04 August, 2017, alates Encyclopædia Britannica, inc. Veebisait: britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica toimetajad. (2016). Kineetika. 04 August, 2017, alates Encyclopædia Britannica, inc. Veebisait: britannica.com.
6. Encyclopædia Britannica toimetajad. (2014). Staatika. 04 August, 2017, alates Encyclopædia Britannica, inc. Veebisait: britannica.com.
7. Rana, N. C. ja Joag, P.S. Klassikaline mehaanika West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, lk 6.