Aké sú odvetvia mechaniky?

mechaniky viac vyvinuté a známe sú statika, dynamika alebo kinetika a kinematika. Spolu tvoria oblasť vedy súvisiacu s konaním telesných subjektov v momente, keď sú tlačené mocnosťami alebo zosuvmi pôdy.

Podobne mechanika skúma dôsledky telesných subjektov v ich prostredí. Vedecká disciplína má svoj pôvod v starovekom Grécku so spismi Aristotela a Archimeda.

Počas raného novoveku, niektorí renomovaní vedci ako Isaac Newton a Galileo Galilei sa usadili v tom, čo je teraz známe ako klasická mechanika.

Je to odvetvie klasickej fyziky, ktoré sa zaoberá atómami, ktoré sú nehybné alebo ktoré pomaly klesajú pri rýchlostiach, ktoré sú jasne nižšie ako rýchlosť svetla..

Historicky, klasická mechanika prišla ako prvá, zatiaľ čo kvantová mechanika je relatívne nedávnym vynálezom.

Klasická mechanika vznikla so zákonmi pohybu Isaaca Newtona, kým kvantová mechanika bola objavená na začiatku 20. storočia..

Dôležitosť mechaniky spočíva v tom, že či už klasické alebo kvantové, je to najpravdivejšie poznanie, ktoré existuje o fyzickej povahe a bolo vnímané ako model pre ďalšie takzvané exaktné vedy, ako sú matematika, fyzika, chémia a biológia..

Hlavné odvetvia mechaniky

Mechanici majú veľa možností v modernom svete. Jeho rôznorodosť študijných odborov ho viedla k diverzifikácii, aby zahŕňala chápanie rôznych tém, ktoré sú základom iných disciplín. Pod hlavnými vetvami mechaniky.

statický

Statika vo fyzike je vetvou mechaniky, ktorá má na starosti sily, ktoré pôsobia v nehybných telesných bytostiach v rovnovážnych podmienkach.

Jeho základy boli založené pred viac ako 2 200 rokmi starovekého gréckeho matematika Archimeda a ďalších, pričom študovali zosilňovacie charakteristiky jednoduchých strojných síl, ako je páka a hriadeľ.

Metódy a výsledky vedy o statike sa ukázali byť obzvlášť užitočné pri navrhovaní budov, mostov a priehrad, ako aj žeriavov a iných podobných mechanických zariadení..

Na výpočet rozmerov takýchto konštrukcií a strojov musia architekti a inžinieri najprv určiť právomoci, ktoré zasahujú do ich vzájomne prepojených častí..

• Statické podmienky

1. Statický poskytuje potrebné analytické a grafické postupy na identifikáciu a opis týchto neznámych síl.
2. Statická predpokladá, že telá, s ktorými sa zaoberá, sú dokonale tuhé.
3. Tvrdí tiež, že pridanie všetkých právomocí, ktoré pôsobia v entite v pokoji, musí byť nula a že nesmie existovať tendencia, aby sily otáčali telo okolo akejkoľvek osi..

Tieto tri podmienky sú navzájom nezávislé a ich vyjadrenie v matematickej forme zahŕňa rovnovážné rovnice. Existujú tri rovnice, takže sa dajú vypočítať iba tri neznáme sily.

Ak existuje viac ako tri neznáme sily, znamená to, že v konštrukcii alebo stroji je viac komponentov, ktoré sú potrebné na podopretie zaťaženia alebo že existuje viac obmedzení, než je potrebné na zabránenie pohybu tela..

Takéto zbytočné komponenty alebo obmedzenia sa nazývajú nadbytočné (napríklad tabuľka so štyrmi nohami má nadbytočnú nohu) a hovorí sa, že silová metóda je staticky neurčitá.

Dynamika alebo kinetika

Dynamika je vetvou fyziky a rozdelením mechaniky, ktorá dominuje v štúdiu pohybu materiálových objektov vo vzťahu k fyzikálnym faktorom, ktoré ich ovplyvňujú: sila, hmotnosť, hybnosť, energia.

Kinetika je vetvou klasickej mechaniky, ktorá odkazuje na vplyv síl a párov na pohyb telies, ktoré majú hmotnosť.

Autori, ktorí používajú termín „kinetika“, aplikujú dynamiku na klasickú mechaniku pohybujúcich sa telies. To je v protiklade so statickým, čo sa týka tiel v pokoji, v rovnovážnych podmienkach.

Zahŕňajú v dynamike alebo kinetike opis pohybu z hľadiska polohy, rýchlosti a zrýchlenia, okrem vplyvu síl, párov a hmotností..

Autori, ktorí nepoužívajú termín kinetika, delia klasickú mechaniku na kinematiku a dynamiku, vrátane statiky ako špeciálneho prípadu dynamiky, v ktorom sú sčítanie síl a súčet párov rovné nule..

Možno vás zaujíma 10 príkladov kinetickej energie v každodennom živote.

kinematika

Kinematika je odvetvie fyziky a rozdelenie klasickej mechaniky súvisiacej s geometricky možným pohybom tela alebo systému tiel bez zohľadnenia príslušných síl, to znamená príčin a účinkov pohybov..

Cieľom kinematiky je poskytnúť opis priestorovej polohy telies alebo systémov materiálových častíc, rýchlosť, ktorou sa častice pohybujú (rýchlosť) a rýchlosť, ktorou sa mení ich rýchlosť (zrýchlenie)..

Keď sa kauzálne sily neberú do úvahy, opisy pohybu sú možné len pre častice, ktoré majú obmedzený pohyb, to znamená, že sa pohybujú v určitých trajektóriách. V pohybe bez obmedzení, alebo slobodne, sily určujú cestu.

Pre časticu, ktorá sa pohybuje na priamej dráhe, by zoznam zodpovedajúcich polôh a časov predstavoval primeranú schému na opis pohybu častice.

Nepretržitý opis by vyžadoval matematický vzorec, ktorý by vyjadril pozíciu z hľadiska času.

Keď sa častica pohybuje na zakrivenej dráhe, popis jej polohy sa stáva zložitejším a vyžaduje dva alebo tri rozmery.

V takýchto prípadoch nie sú možné priebežné popisy vo forme jedného grafu alebo matematického vzorca.

• Príklad kinematiky

Poloha častice, ktorá sa napríklad pohybuje na kružnici, môže byť opísaná rotujúcim polomerom kruhu, podobne ako lúč kolesa s pevným koncom v strede kruhu a druhý koniec pripojený k častici..

Polomer otáčania je známy ako pozičný vektor pre časticu a ak je uhol medzi ním a pevným polomerom známy ako funkcia času, je možné vypočítať veľkosť rýchlosti a zrýchlenie častice..

Avšak rýchlosť a zrýchlenie majú smer a veľkosť. Rýchlosť je vždy dotyčnica k trajektórii, zatiaľ čo zrýchlenie má dve zložky, jednu dotyčnicu k trajektórii a druhú kolmú na dotyčnicu..

referencie

1. Pivo, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statika a mechanika materiálov. McGraw-Hill, Inc..
2. Dugas, Rene. Dejiny klasickej mechaniky. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, str.
3. David L. Goodstein. (2015). Mechanika. 04. augusta 2017, od Encyclopædia Britannica, inc. Webová stránka: britannica.com.
4. Redakcia Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematika. 04. augusta 2017, od Encyclopædia Britannica, inc. Webová stránka: britannica.com.
5. Redakcia Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetika. 04. augusta 2017, od Encyclopædia Britannica, inc. Webová stránka: britannica.com.
6. Redakcia Encyclopædia Britannica. (2014). Statika. 04. augusta 2017, od Encyclopædia Britannica, inc. Webová stránka: britannica.com.
7. Rana, N.C., a Joag, P.S. Klasická mechanika West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, str.