Hvad er grene af mekanik?

den grene af mekanik mere udviklede og kendte er den statiske, dynamikken eller kinetikken og kinematikken. Sammen udgør de et videnskabsområde med tilknytning til kropslige organers adfærd i øjeblikket at blive skubbet af magter eller jordskred.

Ligeledes studerer mekanikerne konsekvenserne af kropslige enheder i deres omgivelser. Den videnskabelige disciplin har sin oprindelse i det antikke Grækenland med Aristoteles og Archimedes skrifter.

I den tidlige moderne periode afgjorde nogle berømte forskere som Isaac Newton og Galileo Galilei hvad der nu er kendt som klassisk mekanik.

Det er en gren af ​​klassisk fysik, der beskæftiger sig med atomer, der er ubevægelige eller falder langsomt, med hastigheder, som er klart lavere end lysets hastighed.

Historisk kom klassisk mekanik først, mens kvantemekanik er en forholdsvis ny opfindelse.

Klassisk mekanik stammer fra Isaac Newtons bevægelseslov, mens kvantemekanik blev opdaget i begyndelsen af ​​det 20. århundrede.

Betydningen af ​​mekanik er, at enten klassisk eller kvante, er den mest sikker viden, der findes om fysiske natur og blev især set som en model for andre såkaldte eksakte videnskaber som matematik, fysik, kemi og biologi.

Hovedgrener af mekanik

Mekanik har mange anvendelser i den moderne verden. Hans mange studieområder har fået ham til at diversificere for at inddrage forståelsen af ​​forskellige emner, der ligger til grund for andre discipliner. Nedenfor de vigtigste grene af mekanik.

statisk

Statikken i fysik er den gren af ​​mekanik, der har ansvaret for de beføjelser, der opererer i immobile korporeale enheder under ligevægtstilstande.

Dens fundament blev etableret for mere end 2.200 år siden af ​​den antikke græske matematiker Arkimedes og andre, mens han studerede de særlige kendetegn ved opformering af kræfter simple maskiner ligesom armen og akslen.

Metoderne og resultaterne af statikens videnskab har vist sig at være særligt nyttige i udformningen af ​​bygninger, broer og dæmninger samt kraner og andre lignende mekaniske anordninger.

For at beregne dimensionerne af sådanne strukturer og maskiner skal arkitekter og ingeniører først bestemme de beføjelser, der griber ind i deres sammenhængende dele.

• Statiske betingelser

1. Den statiske tilvejebringer de nødvendige analytiske og grafiske procedurer for at identificere og beskrive disse ukendte kræfter.
2. Statisk antager, at de organer, som det handler om, er helt stive.
3. Han hævder også, at tilføjelsen af ​​alle de kræfter, der opererer i en enhed i ro, skal være nul, og at der ikke må være nogen tendens til kræfter til at dreje kroppen rundt om enhver akse.

Disse tre betingelser er uafhængige af hinanden, og deres udtryk i matematisk form indbefatter ligevægtige ligninger. Der er tre ligninger, så kun tre ukendte kræfter kan beregnes.

Hvis mere end tre ukendte kræfter, betyder flere komponenter i strukturen eller maskine kunne modstå de påførte belastninger eller flere begrænsninger er nødvendige for at forhindre kroppen i at bevæge sig.

Sådanne komponenter eller unødvendige begrænsninger kaldes redundant (for eksempel en tabel med fire ben har en redundant ben) og nævnte metoden af ​​kræfter er statisk ubestemt.

Dynamik eller kinetik

Dynamik, er den gren af ​​den fysiske videnskab og mekanik underopdeling dominerer undersøgelse af bevægelsen af ​​materielle genstande i forhold til de fysiske faktorer, der påvirker dem: kraft, masse, momentum, energi.

Kinetik er grenen af ​​klassisk mekanik, der henviser til effekten af ​​kræfter og par på bevægelsen af ​​organer, som har masse.

Forfattere, der anvender udtrykket "kinetik", anvender dynamik til de bevægelige legemes klassiske mekanik. Dette står i modsætning til statisk, som henviser til liggende kroppe i ligevægtstilstande.

De omfatter i dynamikken eller kinetikken beskrivelsen af ​​bevægelsen hvad angår position, hastighed og acceleration, bortset fra indflydelse fra kræfter, par og masser.

Forfattere, der ikke bruger udtrykket kinetik, deler klassisk mekanik i kinematik og dynamik, herunder statik som et specielt tilfælde af dynamik, hvor tilsætningen af ​​kræfter og summen af ​​parene er lig med nul.

Du kan være interesseret i 10 eksempler på kinetisk energi i dagligdagen.

kinematik

Kinematik er en filial af fysik og en underafdeling af klassisk mekanik relateret til den geometriske mulige bevægelse af en krop eller et system af kroppe uden at overveje de involverede kræfter, det vil sige årsager og virkninger af bevægelser.

Kinematikken sigter mod at give en beskrivelse af den rumlige position af kroppens eller systemernes materielle partikler, den hastighed, hvormed partiklerne bevæger sig (hastighed) og den hastighed, hvormed deres hastighed ændrer sig (acceleration).

Når kausalstyrkerne ikke tages i betragtning, er bevægelsesbeskrivelserne kun mulige for partikler, der har begrænset bevægelse, det vil sige at bevæge sig i visse baner. I bevægelsen uden begrænsninger eller fri bestemmer styrker vejen.

For en partikel, der bevæger sig på en lige vej, vil en liste over tilsvarende positioner og tider udgøre en passende ordning til at beskrive partikelbevægelsen.

En kontinuerlig beskrivelse ville kræve en matematisk formel, som ville udtrykke positionen i form af tid.

Når en partikel bevæger sig på en buet sti bliver beskrivelsen af ​​dens position mere kompliceret og kræver to eller tre dimensioner.

I sådanne tilfælde er fortløbende beskrivelser i form af en enkelt graf eller matematisk formel ikke gennemførlige.

• Eksempel på kinematik

Positionen af ​​en partikel bevæger sig på en cirkel, for eksempel, kan beskrives ved en roterende radius af cirklen, som egeren af ​​et hjul med en ende fastgjort i midten af ​​cirklen og den anden ende fæstnet til partiklen.

Omdrejningsradius er kendt som vektor til partiklens position og, hvis vinklen mellem den og en fast radius som funktion af tiden er kendt, kan man beregne størrelsen af ​​hastighed og acceleration af partiklen.

Imidlertid har hastighed og acceleration retning og størrelse. Hastigheden er altid tangent til banen, mens accelerationen har to komponenter, en tangent til banen og den anden vinkelret på tangenten.

referencer

1. Øl, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statics and Mechanics of Materials. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. En historie om klassisk mekanik. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, s. 19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mekanik. 04 august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Hjemmeside: britannica.com.
4. Editors of Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematik. 04 august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Hjemmeside: britannica.com.
5. Editors of Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetics. 04 august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Hjemmeside: britannica.com.
6. Editors of Encyclopædia Britannica. (2014). Statik. 04 august 2017, fra Encyclopædia Britannica, inc. Hjemmeside: britannica.com.
7. Rana, N.C., og Joag, P.S. Klassisk mekanik West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, s. 6.