КОЈЕ СУ ГРАНЕ МЕХАНИКЕ? - НАУКА - 2025

У најразвијенијим и познате огранци механике су статика, динамика или кинетика, и кинематика. Заједно чине област науке која се односи на понашање телесних ентитета у тренутку када их притисну силе или клизишта.

Слично томе, механика проучава последице телесних ентитета у њиховој околини. Научна дисциплина потиче из древне Грчке према списима Аристотела и Архимеда.

Током раног модерног периода, реномирани научници попут Исааца Невтона и Галилеа Галилеи успоставили су оно што је данас познато као класична механика.

То је грана класичне физике која се бави атомима који су непокретни или се таложе полако, брзином очигледно мањом од брзине светлости.

Историјски гледано, прво је била класична механика, док је квантна механика релативно нови изум.

Класична механика настала је по законима кретања Исааца Невтона, док је квантна механика откривена почетком 20. века.

Важност механике лежи у чињеници да, било да је класична или квантна, она представља најизвесније знање које постоји о физичкој природи и посебно се сматра моделом других такозваних тачних наука као што су математика, физика, хемија и биологија.

Главне гране механике

Механика у свом модерном свету има безброј примена. Њена разноликост области учења довела ју је до диверзификације како би обухватила разумевање различитих тема које стоје у основи других дисциплина. Ево главних грана механике.

Статички

Статика, у физици, је грана механике која се бави моћима које делују у непокретним телесним ентитетима у равнотежним условима.

Њене темеље су поставили пре више од 2200 година древни грчки математичар Архимед и други, проучавајући карактеристике за повећање снаге једноставних машина као што су полуга и вратило.

Методе и резултати науке о статици показали су се посебно корисним у пројектовању зграда, мостова и брана, као и дизалица и других сличних механичких уређаја.

Да би израчунали димензије таквих конструкција и машина, архитекти и инжењери морају прво да одреде овлашћења која су укључена у њихове међусобно повезане делове.

• Статички услови

1. Статика пружа аналитичке и графичке поступке неопходне за препознавање и описивање тих непознатих сила.
2. Статика претпоставља да су тела којима се бави савршено крута.
3. Такође држи да додавање свих сила које делују на ентитет у мировању мора бити нула и да силе не морају да ротирају тело око било које осе.

Ова три услова су међусобно неовисна и њихово изражавање у математичком облику укључује једнаџбе равнотеже. Постоје три једначине, тако да се могу израчунати само три непознате силе.

Ако постоје више од три непознате силе, то значи да у конструкцији или машини постоји више компоненти које су потребне да подрже примењена оптерећења или да постоји више ограничења него што је потребно да се тело не помера.

Такве непотребне компоненте или ограничења називају се сувишним (нпр. Таблица са четири ноге има једну сувишну ногу), а метод силе каже се да је статички неодређен.

Динамичка или кинетичка

Динамика је грана физичке науке и подјела механике која доминира у истраживању кретања материјалних објеката у односу на физичке факторе који на њих утичу: силу, масу, импулс, енергију.

Кинетика је грана класичне механике која се односи на утицај сила и парова на кретање тела која имају масу.

Аутори који користе израз "кинетика" примењују динамику на класичну механику покретних тела. То је у супротности са статичким, које се односи на тела у мировању, у равнотежним условима.

У динамику или кинетику укључени су описивања у смислу положаја, брзине и убрзања, осим утицаја сила, обртних момената и маса.

Аутори који не користе израз кинетика класичну механику дијеле на кинематику и динамику, укључујући статику као посебан случај динамике у којој су додавање сила и зброј парова једнаки нули.

Можда ће вас занимати 10 примера кинетичке енергије у свакодневном животу.

Кинематика

Кинематика је грана физике и подјела класичне механике која се односи на геометријски могуће кретање тела или система тела без обзира на силу која је укључена, односно узроке и последице покрета.

Кинематика има за циљ да пружи опис просторног положаја тела или система материјалних честица, брзине којом се честице крећу (брзина) и брзине којом се њихова брзина мења (убрзање).

Кад се каузалне силе не узму у обзир, описи кретања могући су само за честице које су ограничавале кретање, односно које се крећу одређеним путањама. У неограниченом или слободном кретању, силе одређују облик стазе.

За честицу која се креће правом стазом, листа одговарајућих положаја и времена би била одговарајућа шема за опис кретања честице.

Континуирани опис захтевао би математичку формулу која би изражавала позицију у погледу времена.

Када се честица креће закривљеном стазом, опис њеног положаја постаје компликованији и захтева две или три димензије.

У таквим случајевима, континуирани описи у облику једног графа или математичке формуле нису изводљиви.

• Пример кинематике

На пример, положај честице која се креће у кругу, може се описати ротирајућим полумјером круга, попут говорница колута с једним крајем причвршћеним у средини круга, а другим крајем причвршћеним на честицу.

Радијус ротације познат је као вектор положаја честице, а ако је угао између њега и фиксног радијуса познат као функција времена, може се израчунати величина брзине и убрзања честице.

Међутим, брзина и убрзање имају правац и јачину. Брзина је увек тангента на путу, док убрзање има две компоненте, једну тангенту на путању, а другу окомиту на тангенту.

Референце

1. Беер, ФП и Јохнстон Јр, ЕР (1992). Статика и механика материјала. МцГрав-Хилл, Инц.
2. Дугас, Рене. Историја класичне механике. Нев Иорк, НИ: Довер Публицатионс Инц, 1988, стр. 19.
3. Давид Л. Гоодстеин. (2015). Механика. 04. августа 2017, из Енцицлопӕдиа Британница, инц. Вебсите: британница.цом.
4. Уредници Енцицлопӕдиа Британница. (2013). Кинематика. 04. августа 2017, из Енцицлопӕдиа Британница, инц. Вебсите: британница.цом.
5. Уредници Енцицлопӕдиа Британница. (2016). Кинетика. 04. августа 2017, из Енцицлопӕдиа Британница, инц. Вебсите: британница.цом.
6. Уредници Енцицлопӕдиа Британница. (2014). Статика. 04. августа 2017, из Енцицлопӕдиа Британница, инц. Вебсите: британница.цом.
7. Рана, НЦ и Јоаг, ПС Класична механика. Вест Петал Нагар, Нев Делхи. Тата МцГрав-Хилл, 1991, стр. 6.