Kādas ir mehānikas nozares?

The mehānikas filiāles vairāk attīstīta un zināma ir statiskā, dinamika vai kinētika un kinemātika. Kopā tie veido zinātnes jomu, kas saistīta ar ķermeņa struktūru rīcību brīdī, kad to nospiež pilnvaras vai zemes nogruvumi.

Tāpat mehānika pēta ķermeņa ķermeņu sekas savā vidē. Zinātniskās disciplīnas izcelsme ir senajā Grieķijā ar Aristoteles un Arhimēda rakstiem.

Agrīnajā modernajā periodā daži slaveni zinātnieki, piemēram, Īzaks Ņūtons un Galileo Galilei, atrisināja to, kas tagad ir pazīstams kā klasiskā mehānika.

Tā ir klasiskās fizikas filiāle, kas nodarbojas ar kustīgiem vai lēni kritušiem atomiem ar ātrumu, kas ir acīmredzami zemāks par gaismas ātrumu..

Vēsturiski vispirms bija klasiskā mehānika, bet kvantu mehānika ir salīdzinoši nesens izgudrojums.

Klasiskā mehānika radās Īzaka Ņūtona kustības likumos, bet kvantu mehānika tika atklāta 20. gadsimta sākumā.

Mehānikas nozīme ir tāda, ka gan klasiskā, gan kvantu ziņā ir visnozīmīgākās zināšanas par fizisko dabu, un tās ir īpaši uzskatītas par paraugu citām tā saucamajām precīzajām zinātnēm, piemēram, matemātiku, fiziku, ķīmiju un bioloģiju..

Galvenās mehānikas nozares

Mehānikai mūsdienu pasaulē ir daudz izmantojumu. Viņa dažādās studiju jomas ir novedušas pie dažādošanas, lai iekļautu izpratni par dažādām tēmām, kas ir citu disciplīnu pamatā. Zem galvenās mehānikas nozares.

Statisks

Fizika fizika ir mehānikas filiāle, kas ir atbildīga par pilnvarām, kas darbojas nemateriālajās ķermeņa vienībās līdzsvara apstākļos.

Tās pamatus izveidoja pirms vairāk nekā 2 200 gadiem seno grieķu matemātiķis Arhimēds un citi, pētot vienkāršo mašīnu spēku, piemēram, sviras un vārpstas, pastiprinājuma īpašības..

Statikas zinātnes metodes un rezultāti ir izrādījušies īpaši noderīgi ēku, tiltu un aizsprostu, kā arī celtņu un citu līdzīgu mehānisku ierīču projektēšanā..

Lai aprēķinātu šādu konstrukciju un mašīnu izmērus, arhitektiem un inženieriem vispirms jānosaka pilnvaras, kas iejaucas to savstarpēji saistītās daļās..

• Statiskie apstākļi

1. Statiskā sistēma nodrošina nepieciešamās analītiskās un grafiskās procedūras, lai identificētu un aprakstītu šos nezināmos spēkus.
2. Statiskā gadījumā tiek pieņemts, ka struktūras, ar kurām tā nodarbojas, ir pilnīgi stingras.
3. Viņš arī apgalvo, ka visu pilnvaru, kas darbojas uzņēmumā, pievienošanai jābūt nullei un nav jābūt tendencei, lai spēki rotētu ķermeni ap jebkuru asi..

Šie trīs nosacījumi ir neatkarīgi viens no otra un to izpausme matemātiskā formā ietver līdzsvara vienādojumus. Ir trīs vienādojumi, tāpēc var aprēķināt tikai trīs nezināmus spēkus.

Ja ir vairāk nekā trīs nezināmi spēki, tas nozīmē, ka konstrukcijā vai mašīnā ir vairāk komponentu, kas nepieciešami, lai atbalstītu pielietotās slodzes vai ka ir vairāk ierobežojumu, nekā nepieciešams, lai novērstu ķermeņa pārvietošanos..

Šādas nevajadzīgas sastāvdaļas vai ierobežojumus sauc par liekiem (piemēram, tabulā ar četrām kājām ir lieka kāja) un tiek teikts, ka spēka metode ir statiski nenoteikta.

Dinamika vai kinētika

Dinamika ir fizikas zinātnes un mehānikas apakšnodaļas filiāle, kas dominē materiālo objektu kustības pētījumā saistībā ar fizikālajiem faktoriem, kas tos ietekmē: spēks, masa, impulss, enerģija.

Kinētika ir klasiskās mehānikas filiāle, kas attiecas uz spēku un pāru ietekmi uz ķermeņu kustību, kurām ir masa.

Autori, kas lieto terminu "kinētika", izmanto dinamisko kustīgo ķermeņu klasiku. Tas ir pretstatā statiskam, kas attiecas uz ķermeņiem miera stāvoklī, līdzsvara apstākļos.

Dinamikā vai kinētikā tie ietver kustības aprakstu pozīcijas, ātruma un paātrinājuma ziņā, izņemot spēku, pāru un masu ietekmi..

Autori, kuri neizmanto terminu "kinētika", klasisko mehāniku iedala kinemātikā un dinamikā, ieskaitot statiku kā īpašu dinamikas gadījumu, kurā spēku pievienošana un pāru summa ir vienāda ar nulli.

Jūs varētu interesēt 10 ikdienas dzīves kinētiskās enerģijas piemēri.

Kinemātika

Kinemātika ir fizikas nozare un klasiskās mehānikas apakšnodaļa, kas saistīta ar ķermeņa vai ķermeņa sistēmas ģeometriski iespējamo kustību, neņemot vērā iesaistītos spēkus, tas ir, kustību cēloņus un sekas.

Kinemātikas mērķis ir sniegt informāciju par materiālu daļiņu ķermeņu vai sistēmu telpisko stāvokli, ātrumu, kādā daļiņas pārvietojas (ātrums), un ātrumu, kādā mainās to ātrums (paātrinājums)..

Ja cēloņsakarības netiek ņemtas vērā, kustības apraksti ir iespējami tikai daļiņām, kurām ir ierobežota kustība, tas ir, kas pārvietojas noteiktās trajektorijās. Kustībā bez ierobežojumiem vai brīvi, spēki nosaka ceļu.

Attiecībā uz daļiņu, kas pārvietojas uz taisna ceļa, atbilstošo pozīciju un laiku saraksts veidotu atbilstošu shēmu, lai aprakstītu daļiņu kustību..

Nepārtrauktam aprakstam būtu nepieciešama matemātiska formula, kas izteiktu pozīciju laika ziņā.

Ja daļiņa kustas uz izliektā ceļa, tā stāvokļa apraksts kļūst sarežģītāks un prasa divus vai trīs dimensijas.

Šādos gadījumos nepārtraukti apraksti viena grafika vai matemātiskās formulas veidā nav iespējami.

• Kinemātikas piemērs

Piemēram, daļiņu, kas pārvietojas pa apli, var raksturot ar apļa rotējošo rādiusu, piemēram, riteņa staru ar fiksētu galu apļa centrā un otru galu, kas piestiprināts daļiņai.

Rotācijas rādiuss ir pazīstams kā daļiņu atrašanās vietas vektors, un, ja leņķis starp to un fiksēto rādiusu ir zināms kā laika funkcija, var aprēķināt daļiņu ātruma un paātrinājuma lielumu..

Tomēr ātrumam un paātrinājumam ir virziens un lielums. Ātrums vienmēr pieskaras trajektorijai, savukārt paātrinājumam ir divi komponenti, viens pieskaras trajektorijai un otrs perpendikulāri tangentam..

Atsauces

1. Beer, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Materiālu statika un mehānika. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Klasiskās mehānikas vēsture. Ņujorka, Ņujorka: Dovera publikācijas, 1988, 19. lpp.
3. David L. Goodstein. (2015). Mehānika 2017. gada 4. augusts no Encyclopædia Britannica, inc. Tīmekļa vietne: britannica.com.
4. Encyclopædia Britannica redaktori. (2013). Kinemātika. 2017. gada 4. augusts no Encyclopædia Britannica, inc. Tīmekļa vietne: britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica redaktori. (2016). Kinētika. 2017. gada 4. augusts no Encyclopædia Britannica, inc. Tīmekļa vietne: britannica.com.
6. Encyclopædia Britannica redaktori. (2014). Statika. 2017. gada 4. augusts no Encyclopædia Britannica, inc. Tīmekļa vietne: britannica.com.
7. Rana, N.C. un Joags, P.S. Klasiskā mehānika West Petal Nagar, Ņūdeli. Tata McGraw-Hill, 1991, 6. lpp.