Cawangan mekanik

Mekanik adalah sains yang mengkaji pergerakan objek dan bertanggungjawab untuk merancang dan membina mesin. Dengan lesen

The Cawangan mekanik Lebih maju dan diketahui adalah statik, dinamik atau kinematik dan kinematik. Bersama -sama mereka membentuk kawasan sains yang berkaitan dengan tingkah laku objek atau badan ketika mereka ditekan oleh kuasa atau tanah runtuh.

Begitu juga, mekanik mengkaji akibat entiti badan dalam persekitarannya. Disiplin saintifik mempunyai asal -usulnya di Yunani kuno, dengan tulisan -tulisan Aristotle dan Archimedes.

Semasa zaman moden, beberapa saintis terkenal, seperti Isaac Newton dan Galileo Galilei, menetap apa yang kini dikenali sebagai mekanik klasik.

Ia adalah cabang fizik klasik yang berkaitan dengan atom yang tidak bergerak atau mendakan perlahan -lahan, dengan kelajuan jelas lebih rendah daripada kelajuan cahaya.

Dari segi sejarah, mekanik klasik muncul dahulu, sementara mekanik kuantum adalah sains yang agak baru.

Mekanik klasik berasal dari undang -undang pergerakan Isaac Newton, sementara mekanik kuantum ditemui pada awal abad ke -20.

Kepentingan mekanik adalah, sama ada klasik atau kuantum, ia merupakan pengetahuan yang paling benar yang wujud mengenai sifat fizikal, dan telah dilihat sebagai model untuk sains lain, tepat dipanggil, seperti matematik, fizikal, kimia dan biologi.

Cawangan utama mekanik

Mekanik mempunyai banyak kegunaan di dunia moden. Pelbagai bidang kajiannya telah menyebabkannya mempelbagaikan untuk menampung pemahaman tentang topik yang berbeza di sekeliling manusia. 

Statik

Statik, dalam fizik, adalah cabang mekanik yang bertanggungjawab terhadap kuasa yang beroperasi dalam objek yang tidak bergerak dalam keadaan keseimbangan.

Asasnya ditubuhkan lebih dari 2.200 tahun oleh bekas ahli matematik Yunani Archimedes dan lain -lain, sambil mengkaji ciri -ciri penguatan daya mesin mudah, seperti tuil dan paksi.

Kaedah dan hasil sains statik telah terbukti sangat berguna dalam reka bentuk bangunan, jambatan dan empangan, serta kren dan peranti mekanikal lain yang serupa.

Boleh melayani anda: Eksperimen Rutherford: Sejarah, Keterangan dan Kesimpulan

Untuk mengira dimensi struktur dan mesin tersebut, arkitek dan jurutera mesti terlebih dahulu menentukan kuasa yang terlibat dalam bahagian yang saling berkaitan.

Keadaan statik

- Statik menyediakan prosedur analitik dan grafik yang diperlukan untuk mengenal pasti dan menggambarkan kuasa -kuasa yang tidak diketahui ini.

- Ia mengandaikan bahawa mayat yang merawatnya sangat tegar.

- Ia juga berpendapat bahawa penambahan semua kuasa yang beroperasi dalam entiti berehat harus sifar dan tidak ada kecenderungan untuk daya untuk menghidupkan badan di sekitar mana -mana paksi.

Ketiga -tiga syarat ini bebas antara satu sama lain dan ekspresi mereka dalam bentuk matematik termasuk persamaan keseimbangan. Terdapat tiga persamaan, jadi anda hanya boleh mengira tiga pasukan yang tidak diketahui.

Sekiranya terdapat lebih daripada tiga daya yang tidak diketahui, ini bermakna terdapat lebih banyak komponen dalam struktur atau mesin yang diperlukan untuk menahan beban yang digunakan, atau terdapat lebih banyak sekatan daripada yang diperlukan untuk menghalang badan daripada bergerak.

Komponen atau sekatan yang tidak perlu dipanggil berlebihan (contohnya, jadual empat -legged mempunyai kaki yang berlebihan), dan dikatakan bahawa kaedah kuasa tidak pasti secara statik.

Dinamik atau kinetik

Dinamik adalah cabang sains fizikal dan subdivisi mekanik yang menguasai kajian pergerakan objek material berhubung dengan faktor fizikal yang mempengaruhi mereka: kekuatan, jisim, dorongan, tenaga.

Kinetik adalah cabang mekanik klasik yang merujuk kepada kesan daya dan pasangan pada pergerakan badan yang mempunyai jisim.

Penulis yang menggunakan istilah "kinetik" memohon dinamik ke mekanik klasik badan mudah alih. Ini berbeza dengan statik, yang merujuk kepada badan berehat, dalam keadaan keseimbangan.

Boleh melayani anda: pembolehubah bergantung dan bebas: konsep dan contoh

Penerangan mengenai pergerakan dari segi kedudukan, kelajuan dan pecutan dimasukkan ke dalam dinamik atau kinetik, selain pengaruh daya, rakan sebaya dan massa.

Penulis yang tidak menggunakan istilah kinetik membahagikan mekanik klasik dalam kinematik dan dinamik, termasuk statik sebagai kes dinamik khas, di mana penambahan daya dan jumlah pasangan adalah sama dengan sifar.

Kinematik

Kinematik adalah cabang fizik dan pembahagian mekanik klasik yang berkaitan dengan pergerakan geometri mungkin badan atau sistem badan tanpa mempertimbangkan kekuatan yang terlibat, iaitu, penyebab dan kesan pergerakan.

Sinematik bertujuan untuk memberikan gambaran tentang kedudukan ruang badan atau sistem zarah bahan, kelajuan di mana zarah bergerak dan kelajuan yang kelajuan mereka berubah (pecutan).

Apabila daya kausal tidak diambil kira, keterangan pergerakan hanya mungkin untuk zarah yang mempunyai pergerakan yang terhad, iaitu, mereka bergerak dalam trajektori tertentu. Dalam pergerakan tanpa sekatan, atau bebas, kuasa menentukan bentuk jalan.

Untuk zarah yang bergerak di jalan lurus, senarai kedudukan dan masa yang sepadan akan menjadi skema yang mencukupi untuk menggambarkan pergerakan zarah ini.

Penerangan berterusan memerlukan formula matematik yang menyatakan kedudukan dari segi masa.

Apabila zarah bergerak pada trajektori melengkung, keterangan kedudukannya menjadi lebih rumit, dan memerlukan dua atau tiga dimensi.

Dalam kes sedemikian, penerangan berterusan dalam bentuk grafik atau formula matematik tunggal tidak boleh dilaksanakan.

Contoh kinematik

Kedudukan zarah yang bergerak pada bulatan, sebagai contoh, dapat diterangkan oleh jejari berputar bulatan, seperti sinar roda dengan ujung tetap di tengah bulatan dan ujung yang lain dilekatkan pada zarah.

Ia dapat melayani anda: Kepentingan mikroskop dalam bidang perubatan, kesihatan dan sains umum

Radius putaran dikenali sebagai vektor kedudukan untuk zarah dan, jika sudut antara ini dan jejari tetap dikenali sebagai fungsi masa, magnitud kelajuan dan percepatan zarah dapat dikira.

Walau bagaimanapun, kelajuan dan pecutan mempunyai arah dan magnitud. Kelajuan selalu tangen dengan trajektori, sementara pecutan mempunyai dua komponen, satu tangen ke trajektori dan yang lain berserenjang dengan tangen.

Mekanik media yang berterusan

Cabang mekanik ini mengkaji tingkah laku bahan berterusan, seperti pepejal dan cecair. Adalah asas untuk memahami tingkah laku bahan di peringkat makro (pergerakan planet, sebagai contoh).

Mekanik Statistik

Ia bertanggungjawab untuk teori kebarangkalian untuk menyimpulkan pergerakan objek tertentu, di peringkat makroskopik. Melalui pengetahuan interaksi unsur -unsur, ia ditubuhkan bagaimana pergerakan objek akan, atau evolusinya pada waktunya.

Mekanik relativistik

Disiplin yang dilahirkan berikutan teori relativiti, berkaitan dengan pergerakan bintang, planet atau badan angkasa yang bergerak pada kelajuan yang lebih besar daripada cahaya.

Mekanik kuantum

Ia berdasarkan teori medan kuantum, dan berbeza dengan relativis, kerana bidang pengajiannya adalah mikroskopik dan zarah yang lebih kecil, seperti zarah subatomik. Ia timbul kerana undang -undang yang dicadangkan oleh Newton tidak dapat memohon kepada objek kecil seperti itu, kerana tingkah laku mereka berbeza.

Banyak unsur -unsur ini tidak dapat dilihat, jadi mekanik kuantum, setakat ini, kekal probabilistik.

Mekanik kuantum-relativis

Ia adalah disiplin yang menggabungkan mikro dan makro untuk memahami dan menentukan faktor yang berkaitan dengan ruang dan masa di mana zarah bertindak, sebagai contoh, dalam perlanggaran Hadron yang hebat. Penampilannya agak baru.

Rujukan

1. Kinetik. Pulih dari Britannica.com.
2. Statik. Pulih dari Britannica.com.