Какви са клоновете на механиката?

на клонове на механиката по-развити и познати са статиката, динамиката или кинетиката и кинематиката. Заедно те съставляват една област на науката, свързана с поведението на телесните субекти в момента, когато са изтласкани от сили или свлачища.

По същия начин, механиката изследва последиците от телесните същества в тяхната среда. Научната дисциплина произхожда от древна Гърция с писанията на Аристотел и Архимед.

През ранния модерен период някои известни учени като Исак Нютон и Галилео Галилей уреждат това, което сега е известно като класическа механика..

Това е клон на класическата физика, който се занимава с атомите, които са неподвижни или падат бавно, при скорости, които са очевидно по-ниски от скоростта на светлината..

Исторически, класическата механика е на първо място, а квантовата механика е сравнително ново изобретение.

Класическата механика произлиза от законите на движението на Исак Нютон, а квантовата механика е открита в началото на 20-ти век..

Значението на механиката е, че независимо дали е класическо или квантово, това е най-верното знание, което съществува за физическата природа и е било разглеждано като модел за други така наречени точни науки като математика, физика, химия и биология..

Основни направления на механиката

Механиката има много приложения в съвременния свят. Неговото разнообразие от области на изследване го накара да диверсифицира, за да включи разбирането на различни теми, които са в основата на други дисциплини. Под основните клонове на механиката.

статичен

Статиката във физиката е клон на механиката, която отговаря за силите, които работят в неподвижни физически обекти в условия на равновесие..

Неговите основи са създадени преди повече от 2200 години от древногръцкия математик Архимед и други, докато изучават характеристиките на усилване на прости машини като лост и вал..

Методите и резултатите от статичната наука са особено полезни при проектирането на сгради, мостове и язовири, както и при кранове и други подобни механични устройства..

За да се изчислят размерите на такива конструкции и машини, архитектите и инженерите трябва първо да определят силите, които се намесват в техните взаимосвързани части.

• Статични условия

1. Статиката осигурява необходимите аналитични и графични процедури за идентифициране и описание на тези неизвестни сили.
2. Статичният предполага, че телата, с които се занимава, са напълно твърди.
3. Той също така твърди, че добавянето на всички правомощия, които работят в обект в покой, трябва да бъде нула и че не трябва да има тенденция за сила да върти тялото около която и да е ос.

Тези три условия са независими един от друг и тяхното изразяване в математическа форма включва равновесни уравнения. Има три уравнения, така че могат да бъдат изчислени само три неизвестни сили.

Ако има повече от три неизвестни сили, това означава, че има повече компоненти в конструкцията или машината, които са необходими за поддържане на натоварванията, или че има повече ограничения, отколкото са необходими, за да се предотврати движението на тялото..

Такива ненужни компоненти или ограничения се наричат ​​излишни (например таблица с четири крака има излишен крак) и се казва, че силовия метод е статично неопределен..

Динамика или кинетика

Динамиката е клон на физическата наука и подразделение на механиката, което доминира в изследването на движението на материални обекти по отношение на физическите фактори, които ги засягат: сила, маса, инерция, енергия.

Кинетиката е клон на класическата механика, която се отнася до влиянието на силите и двойките върху движението на тела, които имат маса.

Авторите, които използват термина "кинетика", прилагат динамиката към класическата механика на движещите се тела. Това контрастира със статичното, което се отнася до тела в покой, в равновесни условия.

Те включват в динамиката или кинетиката описанието на движението по отношение на положението, скоростта и ускорението, с изключение на влиянието на сили, двойки и маси..

Авторите, които не използват термина кинетика, разделят класическата механика на кинематиката и динамиката, включително статиката като специален случай на динамика, при която добавянето на сили и сумата на двойките са равни на нула..

Може да се интересувате от 10 примера на кинетичната енергия в ежедневието.

кинематика

Кинематиката е клон на физиката и подразделение на класическата механика, свързано с геометрично възможно движение на тяло или система от тела, без да се вземат предвид участващите сили, т.е. причините и последиците от движенията.

Кинематиката има за цел да предостави описание на пространственото положение на телата или системите от материални частици, скоростта, с която се движат частиците (скоростта) и скоростта, при която тяхната скорост се променя (ускорение)..

Когато причинно-следствените сили не се вземат под внимание, описанията на движението са възможни само за частици, които имат ограничено движение, което означава, че се движат в определени траектории. В движението без ограничения, или свободно, силите определят пътя на пътя.

За частица, която се движи по прав път, списък на съответните позиции и време би съставлявал адекватна схема за описване на движението на частицата.

Непрекъснатото описание изисква математическа формула, която да изразява позицията по отношение на времето.

Когато една частица се движи по извит път, описанието на неговата позиция става по-сложно и изисква две или три измерения.

В такива случаи непрекъснатите описания под формата на една графика или математическа формула не са приложими.

• Пример за кинематика

Положението на частица, която се движи по окръжност, например, може да бъде описано с въртящ се радиус на окръжността, подобно на лъча на колело с фиксиран край в центъра на окръжността и другия край, прикрепен към частицата..

Радиусът на въртене е известен като позиционен вектор за частицата и ако ъгълът между него и фиксирания радиус е известен като функция на времето, величината на скоростта и ускорението на частицата може да бъде изчислена..

Въпреки това скоростта и ускорението имат посока и величина. Скоростта винаги е допирателна към траекторията, докато ускорението има два компонента, една допирателна към траекторията, а другата перпендикулярна на допирателната.

препратки

1. Beer, F.P. & Johnston Jr., E.R. (1992). Статика и механика на материалите. McGraw-Hill, Inc..
2. Дугас, Рене. История на класическата механика. Ню Йорк, Ню Йорк: Dover Publications Inc, 1988, стр. 19.
3. Дейвид Л. Гудстайн. (2015). Механика. 04 август, 2017, от Енциклопедия Британика, вкл. Уебсайт: britannica.com.
4. Редакторите на Енциклопедия Британика. (2013 г.). Кинематика. 04 август, 2017, от Енциклопедия Британика, вкл. Уебсайт: britannica.com.
5. Редакторите на Енциклопедия Британика. (2016 г.). Кинетика. 04 август, 2017, от Енциклопедия Британика, вкл. Уебсайт: britannica.com.
6. Редакторите на Енциклопедия Британика. (2014). Статика. 04 август, 2017, от Енциклопедия Британика, вкл. Уебсайт: britannica.com.
7. Rana, N.C., и Joag, P.S. Класическа механика Уест Петал Нагар, Ню Делхи. Tata McGraw-Hill, 1991, pg 6.