КАКИЕ ЕСТЬ РАЗДЕЛЫ МЕХАНИКИ? - НАУКА - 2025

В наиболее развитых и хорошо известных ветвях механик являются статика, динамика или кинетика, и кинематика. Вместе они составляют область науки, связанную с поведением телесных существ в момент, когда их толкают силы или оползни.

Точно так же механика изучает последствия телесных сущностей в их среде. Научная дисциплина берет свое начало в Древней Греции, благодаря трудам Аристотеля и Архимеда.

В период раннего Нового времени такие известные ученые, как Исаак Ньютон и Галилео Галилей, создали то, что сейчас известно как классическая механика.

Это раздел классической физики, который имеет дело с атомами, которые неподвижны или осаждаются медленно, со скоростью, очевидно, меньшей, чем скорость света.

Исторически на первом месте стояла классическая механика, а квантовая механика - относительно недавнее изобретение.

Классическая механика возникла на основе законов движения Исаака Ньютона, а квантовая механика была открыта в начале 20 века.

Важность механики заключается в том, что независимо от того, является ли она классической или квантовой, она представляет собой наиболее достоверное знание о физической природе и особенно рассматривается как модель для других так называемых точных наук, таких как математика, физика, химия и биология.

Основные разделы механики

В современном мире у механики есть множество применений. Разнообразие ее областей обучения привело ее к разнообразию, чтобы охватить понимание различных тем, лежащих в основе других дисциплин. Вот основные разделы механики.

статический

Статика в физике - это раздел механики, который имеет дело с силами, которые действуют в неподвижных телах в условиях равновесия.

Его основы были заложены более 2200 лет назад древнегреческим математиком Архимедом и другими при изучении характеристик усиления силы простых машин, таких как рычаг и вал.

Методы и результаты науки статики оказались особенно полезными при проектировании зданий, мостов и плотин, а также кранов и других подобных механических устройств.

Чтобы рассчитать размеры таких конструкций и машин, архитекторы и инженеры должны сначала определить мощности, задействованные в их взаимосвязанных частях.

• Статические условия

1. Статика предоставляет аналитические и графические процедуры, необходимые для идентификации и описания этих неизвестных сил.
2. Статика предполагает, что тела, с которыми она имеет дело, абсолютно твердые.
3. Он также утверждает, что сложение всех сил, действующих на покоящуюся сущность, должно быть равно нулю и что силы не должны иметь тенденции вращать тело вокруг какой-либо оси.

Эти три условия не зависят друг от друга, и их математическое выражение включает уравнения равновесия. Имеется три уравнения, поэтому можно рассчитать только три неизвестные силы.

Если имеется более трех неизвестных сил, это означает, что в конструкции или машине имеется больше компонентов, которые необходимы для поддержки приложенных нагрузок, или что существует больше ограничений, чем необходимо для предотвращения движения тела.

Такие ненужные компоненты или ограничения называются избыточными (например, стол с четырьмя ножками имеет одну резервную ножку), а метод сил называется статически неопределенным.

Динамический или кинетический

Динамика - это отрасль физической науки и подраздел механики, которая доминирует в изучении движения материальных объектов по отношению к физическим факторам, которые на них влияют: сила, масса, импульс, энергия.

Кинетика - это раздел классической механики, который описывает влияние сил и пар на движение тел, имеющих массу.

Авторы, использующие термин «кинетика», применяют динамику к классической механике движущегося тела. Это контрастирует со статикой, которая относится к телам в состоянии покоя в условиях равновесия.

В динамику или кинетику входит описание движения с точки зрения положения, скорости и ускорения, помимо влияния сил, моментов и масс.

Авторы, которые не используют термин кинетика, делят классическую механику на кинематику и динамику, включая статику как частный случай динамики, в которой сложение сил и сумма пар равны нулю.

Возможно, вас заинтересуют 10 примеров кинетической энергии в повседневной жизни.

кинематика

Кинематика - это раздел физики и подраздел классической механики, связанный с геометрически возможным движением тела или системы тел без учета задействованных сил, то есть причин и следствий движений.

Кинематика призвана обеспечить описание пространственного положения тел или систем материальных частиц, скорости, с которой движутся частицы (скорость), и скорости, с которой их скорость изменяется (ускорение).

Когда причинные силы не принимаются во внимание, описание движения возможно только для частиц, которые имеют ограниченное движение, то есть они движутся по определенным траекториям. При неограниченном или свободном движении силы определяют форму пути.

Для частицы, движущейся по прямому пути, список соответствующих положений и времен мог бы составить подходящую схему для описания движения частицы.

Для непрерывного описания потребуется математическая формула, выражающая положение во времени.

Когда частица движется по кривой траектории, описание ее положения становится более сложным и требует двух или трех измерений.

В таких случаях непрерывное описание в виде единого графика или математической формулы невозможно.

• Пример кинематики

Положение частицы, движущейся по кругу, например, можно описать радиусом вращения круга, как у спицы колеса, один конец которого закреплен в центре круга, а другой конец прикреплен к частице.

Радиус вращения известен как вектор положения частицы, и если угол между ним и фиксированным радиусом известен как функция времени, можно вычислить величину скорости и ускорения частицы.

Однако скорость и ускорение имеют направление и величину. Скорость всегда касается пути, в то время как ускорение имеет две составляющие: одна касательная к пути, а другая перпендикулярна касательной.

Ссылки

1. Пиво, Ф. П. и Джонстон-младший, ER (1992). Статика и механика материалов. McGraw-Hill, Inc.
2. Дугас, Рене. История классической механики. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Dover Publications Inc, 1988, стр. 19.
3. Дэвид Л. Гудштейн. (2015). Механика. 4 августа 2017 г., из Encyclopædia Britannica, inc. Сайт: britannica.com.
4. Редакторы Encyclopdia Britannica. (2013). Кинематика. 4 августа 2017 г., из Encyclopædia Britannica, inc. Сайт: britannica.com.
5. Редакторы Encyclopdia Britannica. (2016). Кинетика. 4 августа 2017 г., из Encyclopædia Britannica, inc. Сайт: britannica.com.
6. Редакторы Encyclopdia Britannica. (2014). Статика. 4 августа 2017 г., из Encyclopædia Britannica, inc. Сайт: britannica.com.
7. Рана, NC, и Джоаг, PS Классическая механика. West Petal Nagar, Нью-Дели. Тата МакГроу-Хилл, 1991, стр. 6.