- Hovedgrener av mekanikk
- statisk
- Statiske forhold
- Dynamisk eller kinetisk
- kinematikk
- Kinematikkeksempel
- referanser
De mest utviklede og kjente grenene av mekanikk er statikk, dynamikk eller kinetikk og kinematikk. Sammen utgjør de et vitenskapsområde relatert til atferden til kroppslige enheter i det øyeblikket de blir presset av krefter eller skred.
Tilsvarende studerer mekanikk konsekvensene av kroppslige enheter i miljøet. Den vitenskapelige disiplinen har sin opprinnelse i antikkens Hellas med skriftene til Aristoteles og Archimedes.
I løpet av den tidlige moderne perioden etablerte anerkjente forskere som Isaac Newton og Galileo Galilei det som nå er kjent som klassisk mekanikk.
Det er en gren av klassisk fysikk som omhandler atomer som er ubevegelige eller som utfeller sakte, i hastigheter som tilsynelatende er mindre enn lysets hastighet.
Historisk sett kom klassisk mekanikk først, mens kvantemekanikk er en relativt ny oppfinnelse.
Klassisk mekanikk oppsto med Isaac Newtons bevegelseslover mens kvantemekanikk ble oppdaget på begynnelsen av 1900-tallet.
Viktigheten av mekanikk ligger i det faktum at uansett om det er klassisk eller kvantum, den utgjør den mest sikre kunnskapen som finnes om fysisk natur, og har blitt spesielt sett på som en modell for andre såkalte eksakte vitenskaper som matematikk, fysikk, kjemi og biologi.
Hovedgrener av mekanikk
Mekanikk har et utall av bruksområder i den moderne verden. Hennes forskjellige studieområder har ført til at hun har diversifisert seg for å omfatte forståelsen av forskjellige temaer som ligger til grunn for andre fagområder. Her er hovedgrenene til mekanikk.
statisk
Statikk, i fysikk, er den grenen av mekanikk som omhandler kreftene som opererer i immobile kroppslige enheter under likevektsforhold.
Grunnlaget ble etablert for mer enn 2200 år siden av den antikke greske matematikeren Archimedes og andre, mens de studerte de kraftforsterkende egenskapene til enkle maskiner som spak og skaft.
Metodene og resultatene fra vitenskapen om statikk har vist seg spesielt nyttige i utformingen av bygninger, broer og demninger, så vel som kraner og andre lignende mekaniske enheter.
For å beregne dimensjonene til slike konstruksjoner og maskiner, må arkitekter og ingeniører først bestemme kreftene som er involvert i deres sammenkoblede deler.
- Statistikk gir de analytiske og grafiske prosedyrene som er nødvendige for å identifisere og beskrive disse ukjente kreftene.
- Statistikk antar at organene den omhandler er perfekt stive.
- Han mener også at tilsetningen av alle krefter som opererer på en enhet i ro må være null, og at det ikke må være noen tendens til at kreftene roterer kroppen rundt noen akse.
Disse tre forholdene er uavhengige av hverandre, og deres uttrykk i matematisk form inkluderer ligningene av likevekt. Det er tre ligninger, så bare tre ukjente krefter kan beregnes.
Hvis det er mer enn tre ukjente krefter, betyr det at det er flere komponenter i konstruksjonen eller maskinen som er nødvendige for å støtte de påførte belastningene, eller at det er flere begrensninger enn som er nødvendig for å forhindre kroppen fra å bevege seg.
Slike unødvendige komponenter eller begrensninger betegnes som overflødige (f.eks. Et bord med fire ben har ett redundant bein), og metoden for krefter sies å være statisk ubestemmelig.
Dynamisk eller kinetisk
Dynamikk er grenen av fysisk vitenskap og en underavdeling av mekanikk som dominerer studiet av bevegelsen av materielle objekter i forhold til de fysiske faktorene som påvirker dem: kraft, masse, impuls, energi.
Kinetikk er grenen av klassisk mekanikk som viser til effekten av krefter og par på bevegelsen av kropper som har masse.
Forfattere som bruker uttrykket "kinetikk" bruker dynamikk på klassisk bevegelige kroppsmekanikk. Dette i motsetning til statisk, som refererer til legemer i ro, under likevektsforhold.
Inkludert i dynamikk eller kinetikk er bevegelsesbeskrivelsen når det gjelder posisjon, hastighet og akselerasjon, bortsett fra påvirkning fra krefter, dreiemomenter og masser.
Forfattere som ikke bruker begrepet kinetikk deler klassisk mekanikk inn i kinematikk og dynamikk, inkludert statikk som et spesielt tilfelle av dynamikk der tilsetningen av kreftene og summen av parene er lik null.
Du kan være interessert i 10 eksempler på kinetisk energi i dagliglivet.
kinematikk
Kinematikk er en gren av fysikk og en underavdeling av klassisk mekanikk relatert til den geometrisk mulige bevegelsen av et legeme eller et kroppssystem uten å ta hensyn til kreftene som er involvert, det vil si årsaker og virkninger av bevegelsene.
Kinematikken tar sikte på å gi en beskrivelse av den romlige posisjonen til legemer eller systemer av materialpartikler, hastigheten som partiklene beveger seg (hastighet) og hastigheten som deres hastighet endrer seg (akselerasjon).
Når årsakskrefter ikke tas med i betraktningen, er beskrivelser av bevegelse bare mulig for partikler som har begrenset bevegelse, det vil si som beveger seg i visse baner. I ubegrenset eller fri bevegelse bestemmer krefter formen på banen.
For en partikkel som beveger seg langs en rett bane, vil en liste med tilsvarende posisjoner og tider utgjøre et passende skjema for å beskrive bevegelsen til partikkelen.
En kontinuerlig beskrivelse ville kreve en matematisk formel som uttrykker posisjonen med tanke på tid.
Når en partikkel beveger seg på en buet bane, blir beskrivelsen av dens posisjon mer komplisert og krever to eller tre dimensjoner.
I slike tilfeller er kontinuerlige beskrivelser i form av en enkelt graf eller matematisk formel ikke gjennomførbare.
Posisjonen til en partikkel som beveger seg på en sirkel, kan for eksempel beskrives med en roterende radius av sirkelen, som snøret til et hjul med den ene enden festet i sentrum av sirkelen og den andre enden festet til partikkelen.
Rotasjonsradiusen er kjent som posisjonsvektoren for partikkelen, og hvis vinkelen mellom den og en fast radius er kjent som en funksjon av tid, kan størrelsen på partikkelens hastighet og akselerasjon beregnes.
Hastighet og akselerasjon har imidlertid retning og styrke. Hastighet er alltid tangens til banen, mens akselerasjon har to komponenter, en tangens til banen og den andre vinkelrett på tangenten.
referanser
- Beer, FP & Johnston Jr, ER (1992). Statikk og mekanikk av materialer. McGraw-Hill, Inc.
- Dugas, Rene. En historie med klassisk mekanikk. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, s. 19.
- David L. Goodstein. (2015). Mekanikk. 4. august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Nettsted: britannica.com.
- Redaktørene av Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematikk. 4. august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Nettsted: britannica.com.
- Redaktørene av Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetics. 4. august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Nettsted: britannica.com.
- Redaktørene av Encyclopædia Britannica. (2014). Statikk. 4. august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Nettsted: britannica.com.
- Rana, NC, og Joag, PS Klassisk mekanikk. West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, s. 6.