Care sunt ramurile mecanicii?

ramuri ale mecanicii mai dezvoltate și mai cunoscute sunt staticul, dinamica sau cinetica și cinematica. Împreună, ele constituie o zonă a științei legate de comportamentul entităților corporale atunci când sunt împinse de puteri sau alunecări de teren.

De asemenea, mecanicii studiază consecințele entităților corporale în mediul lor. Disciplina științifică își are originea în Grecia antică cu scrierile lui Aristotel și Arhimede.

În timpul perioadei moderne, unii oameni de știință renumiți precum Isaac Newton și Galileo Galilei au stabilit ceea ce este cunoscut acum ca mecanica clasică.

Este o ramură a fizicii clasice care se ocupă cu atomi care sunt nemișcați sau care cad ușor, la viteze care evident sunt mai mici decât viteza luminii.

Din punct de vedere istoric, mecanica clasică a venit pe primul loc, în timp ce mecanica cuantică este o invenție relativ recentă.

Mecanica clasică a apărut odată cu legile mișcării lui Isaac Newton, în timp ce mecanica cuantică a fost descoperită la începutul secolului al XX-lea.

Importanța mecanicii este că, fie clasic sau cuantic, este cel mai sigur cunoștințe care există despre natura fizică și a fost special văzută ca un model pentru alte așa-numitele științe exacte, cum ar fi matematica, fizica, chimie si biologie.

Ramurile principale ale mecanicii

Mecanica are o mulțime de utilizări în lumea modernă. Varietatea sa de domenii de studiu l-au determinat să se diversifice pentru a include înțelegerea diferitelor subiecte care stau la baza altor discipline. Sub ramurile principale ale mecanicii.

static

Static, în fizică, este ramura mecanicii care se ocupă de puterile care operează în entități corporale imobile în condiții de echilibru.

Fundamentele sale au fost înființate mai mult de 2200 de ani în urmă de matematicianul antic grec Archimedes și alții, în timp ce studiau caracteristicile de amplificare ale forțelor simple ale mașinii, cum ar fi pârghia și arborele.

Metodele și rezultatele științei staticelor s-au dovedit a fi deosebit de utile în proiectarea clădirilor, podurilor și barajelor, precum și a macaralelor și a altor dispozitive mecanice similare.

Pentru a calcula dimensiunile acestor structuri și mașini, arhitecții și inginerii trebuie să determine mai întâi puterile care intervin în părțile lor interconectate.

• Condiții statice

1. Static furnizează procedurile analitice și grafice necesare identificării și descrierii acestor forțe necunoscute.
2. Static presupune că organismele cu care se ocupă sunt perfect rigide.
3. El susține de asemenea că adăugarea tuturor puterilor care operează într-o entitate în repaus trebuie să fie zero și că nu ar trebui să existe nici o tendință ca forțele să rotească corpul în jurul oricărei axe.

Aceste trei condiții sunt independente una de cealaltă și expresia lor în formă matematică include ecuațiile de echilibru. Există trei ecuații, deci pot fi calculate doar trei forțe necunoscute.

Dacă există mai mult de trei forțe necunoscute, înseamnă că există mai multe componente în structură sau mașină care sunt necesare pentru a susține încărcăturile aplicate sau că există mai multe restricții decât sunt necesare pentru a împiedica mișcarea corpului.

Astfel de componente sau constrângeri inutile se numesc redundante (de exemplu, un tabel cu patru picioare are un picior redundant) și se spune că metoda forței este static nedeterminată.

Dinamică sau cinetică

Dinamica este ramura științei fizice și subdiviziunii mecanicii care domină studiul mișcării obiectelor materiale în raport cu factorii fizici care îi afectează: forța, masa, impulsul, energia.

Kinetica este ramura mecanicii clasice care se referă la efectul forțelor și perechilor asupra mișcării corpurilor care au masă.

Autori care folosesc termenul "cinetică" aplică dinamica mecanicii clasice a corpurilor în mișcare. Aceasta contrastează cu staticul, care se referă la corpurile în repaus, în condiții de echilibru.

Acestea includ, în dinamică sau cinetică, descrierea mișcării în ceea ce privește poziția, viteza și accelerația, în afară de influența forțelor, a perechilor și a maselor.

Autorii nu folosesc cinetica pe termen divizat mecanicii clasice în cinematicii și dinamicii, inclusiv statica ca un caz special de dinamică, în care adăugarea a forțelor și suma cuplurilor sunt zero.

Ați putea fi interesat de 10 exemple de energie cinetică în viața de zi cu zi.

cinematică

Cinematica este o ramură a fizicii și o subdiviziune a mecanicii clasice legate de posibila geometrica mișcarea unui organism sau sistem de corpuri fără a ține seama forțelor implicate, și anume, cauzele și efectele mișcărilor.

Cinematica își propune să ofere o descriere a poziției spațiale a corpurilor sau a sistemelor particulelor de material, viteza la care particulele se mișcă (viteza) și viteza la care viteza lor se schimbă (accelerație).

Atunci când forțele cauzale nu sunt luate în considerare, descrierile mișcării sunt posibile numai pentru particulele care au mișcare limitată, adică acea mișcare în anumite traiectorii. În mișcarea fără restricții sau liber, forțele determină forma drumului.

Pentru o particulă care se mișcă pe o cale dreaptă, o listă cu pozițiile și orele corespunzătoare ar constitui o schemă adecvată pentru a descrie mișcarea particulei.

O descriere continuă ar necesita o formulă matematică care să-și exprime poziția în termeni de timp.

Atunci când o particulă se mișcă pe o cale curbată, descrierea poziției sale devine mai complicată și necesită două sau trei dimensiuni.

În astfel de cazuri, descrierile continue sub forma unui singur grafic sau a unei formule matematice nu sunt fezabile.

• Exemplu de cinematică

Poziția unei particule care se deplasează pe un cerc, de exemplu, poate fi descrisă printr-o rază de rotație a cercului, ca și raza unei roți cu un capăt fix în centrul cercului, iar celălalt capăt atașat la particulă.

Raza de rotație este cunoscută ca vector de poziție pentru particulă și, dacă unghiul dintre acesta și o rază fixă ​​este cunoscut ca funcție de timp, se poate calcula magnitudinea vitezei și accelerația particulei.

Totuși, viteza și accelerația au direcția și magnitudinea. Viteza este întotdeauna tangentă la traiectorie, în timp ce accelerația are două componente, una tangentă la traiectorie și cealaltă perpendiculară pe tangentă.

referințe

1. Beer, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statica si mecanica materialelor. McGraw-Hill, Inc
2. Dugas, Rene. Istoria mecanicii clasice. New York, NY: Dover Publications Inc., 1988, pag. 19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mecanică. 04 august 2017, de la Encyclopædia Britannica, inc. Site-ul web: britannica.com.
4. Editori ai Encyclopædia Britannica. (2013). Cinematica. 04 august 2017, de la Encyclopædia Britannica, inc. Site-ul web: britannica.com.
5. Editori ai Encyclopædia Britannica. (2016). Cinetica. 04 august 2017, de la Encyclopædia Britannica, inc. Site-ul web: britannica.com.
6. Editori ai Encyclopædia Britannica. (2014). Statica. 04 august 2017, de la Encyclopædia Britannica, inc. Site-ul web: britannica.com.
7. Rana, N.C., și Joag, P.S. Mecanica clasică West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, pag. 6.