Apakah Cawangan Mekanik?



The cawangan mekanik lebih maju dan dikenali adalah statik, dinamik atau kinetik dan kinematik. Bersama-sama mereka membentuk bidang sains yang berkaitan dengan penjalanan entitas badan pada saat ditekan oleh kuasa atau tanah longsor.

Begitu juga, mekanik mengkaji akibat entiti badan dalam persekitarannya. Disiplin saintifik mempunyai asal-usulnya di Yunani kuno dengan tulisan-tulisan Aristoteles dan Archimedes.

Semasa zaman moden, beberapa saintis terkenal seperti Isaac Newton dan Galileo Galilei menetap apa yang sekarang dikenali sebagai mekanik klasik.

Ia adalah cawangan fizik klasik yang berkaitan dengan atom yang tidak bergerak atau jatuh secara perlahan, pada kelajuan yang jelas lebih rendah daripada kelajuan cahaya.

Dari segi sejarah, mekanik klasik menjadi yang pertama, sementara mekanik kuantum adalah ciptaan yang agak baru-baru ini.

Mekanika klasik berasal dari undang-undang gerakan Isaac Newton manakala mekanik kuantum ditemui pada awal abad ke-20.

Kepentingan mekanik adalah, sama ada klasik atau kuantum, ia adalah pengetahuan yang benar yang wujud tentang sifat fizikal dan telah dilihat sebagai model untuk apa yang dikenali sebagai sains tepat seperti matematik, fizik, kimia dan biologi..

Cawangan mekanik utama

Mekanik mempunyai banyak kegunaan di dunia moden. Pelbagai bidang pengajiannya telah menyebabkan beliau mempelbagaikan untuk memasukkan pemahaman tentang topik yang berbeza yang mendasari disiplin lain. Di bawah cawangan utama mekanik.

Statik

Statistik, dalam fizik, adalah cabang mekanik yang bertanggungjawab ke atas kuasa-kuasa yang beroperasi dalam entiti jasmani yang tidak bergerak dalam keadaan keseimbangan.

Asas-asasnya telah ditubuhkan lebih daripada 2,200 tahun yang lalu oleh Archimedes ahli matematik Yunani kuno dan lain-lain, sambil mempelajari ciri-ciri amplifikasi pasukan mesin mudah seperti tuil dan batang.

Kaedah dan hasil sains statik telah terbukti sangat berguna dalam reka bentuk bangunan, jambatan dan empangan, serta kren dan alat mekanik serupa yang lain.

Untuk mengira dimensi struktur dan mesin sedemikian, arkitek dan jurutera mesti terlebih dahulu menentukan kuasa yang campur tangan dalam bahagian yang saling berkaitan.

  • Syarat statik

  1. Statik menyediakan prosedur analitik dan grafik yang diperlukan untuk mengenal pasti dan menggambarkan tenaga yang tidak diketahui ini.
  2. Statik mengandaikan bahawa badan-badan yang mana ia berurusan sangat tegar.
  3. Beliau juga berpendapat bahawa penambahan semua kuasa yang beroperasi di entiti pada rehat mestilah sifar dan tidak ada kecenderungan untuk memaksa badan berputar di mana-mana paksi.

Ketiga-tiga syarat ini adalah bebas antara satu sama lain dan ungkapan mereka dalam bentuk matematik termasuk persamaan keseimbangan. Terdapat tiga persamaan, jadi hanya tiga kuasa tidak diketahui yang boleh dikira.

Sekiranya terdapat lebih daripada tiga pasukan yang tidak diketahui, ia bermakna terdapat lebih banyak komponen dalam struktur atau mesin yang diperlukan untuk menyokong beban yang dikenakan atau bahawa terdapat lebih banyak sekatan daripada yang diperlukan untuk mencegah tubuh bergerak..

Komponen atau sekatan yang tidak perlu disebut sebagai berlebihan (contohnya, jadual dengan empat kaki mempunyai kaki yang berlebihan) dan dikatakan bahawa kaedah berkuat kuasa secara statistik tidak dapat ditentukan.

Dinamik atau kinetik

Dinamika adalah cabang sains fizikal dan subdivisi mekanik yang menguasai kajian pergerakan objek material yang berhubungan dengan faktor fizikal yang mempengaruhi mereka: kekuatan, massa, momentum, tenaga.

Kinetik adalah cabang mekanik klasik yang merujuk kepada kesan daya dan pasangan pada pergerakan badan yang mempunyai massa.

Penulis yang menggunakan istilah "kinetik" memohon dinamik kepada mekanik klasik badan bergerak. Ini berbeza dengan statik, yang merujuk kepada badan-badan yang sedang berehat, dalam keadaan keseimbangan.

Mereka termasuk, dalam dinamik atau kinetik, perihal pergerakan dari segi kedudukan, kelajuan dan percepatan, selain dari pengaruh kekuatan, pasangan dan massa.

Penulis yang tidak menggunakan istilah kinetika membahagikan mekanik klasik ke dalam kinematik dan dinamik, termasuk statistik sebagai kes dinamik khas di mana penambahan daya dan jumlah pasangan adalah sama dengan sifar.

Anda mungkin berminat dalam 10 Contoh Tenaga Kinetik dalam Kehidupan Harian.

Kinematik

Kinematik adalah cawangan fizik dan subdivisi mekanik klasik yang berkaitan dengan pergerakan geometri mungkin badan atau sistem badan tanpa mempertimbangkan daya yang terlibat, iaitu, sebab dan kesan pergerakan.

Kinematik ini bertujuan untuk memberikan penerangan tentang kedudukan ruang badan atau sistem zarah-zarah material, kelajuan di mana zarah bergerak (kelajuan) dan kelajuan di mana halaju mereka berubah (pecutan).

Apabila daya kausal tidak diperhitungkan, perihal pergerakan hanya mungkin untuk zarah-zarah yang mempunyai pergerakan terhad, iaitu, bergerak dalam trajektori tertentu. Dalam pergerakan tanpa sekatan, atau bebas, tentera menentukan arah jalan.

Untuk zarah yang bergerak di jalan yang lurus, senarai kedudukan dan masa yang sama akan membentuk skim yang mencukupi untuk menggambarkan pergerakan zarah.

Penerangan berterusan akan memerlukan formula matematik yang akan menyatakan kedudukan dari segi masa.

Apabila zarah bergerak di jalan melengkung, gambaran kedudukannya menjadi lebih rumit dan memerlukan dua atau tiga dimensi.

Dalam kes sedemikian, penerangan berterusan dalam bentuk satu graf atau formula matematik tidak boleh dilaksanakan.

  • Contoh kinematik

Kedudukan zarah yang bergerak pada suatu lingkaran, misalnya, dapat digambarkan oleh radius berputar bulatan, seperti sinar roda dengan ujung tetap di tengah bulatan dan ujung yang lain melekat pada zarah.

Jisim rotasi dikenali sebagai vektor kedudukan untuk zarah dan, jika sudut di antaranya dan jejari tetap dikenali sebagai fungsi masa, magnitud halaju dan pecutan zarah boleh dikira..

Walau bagaimanapun, kelajuan dan pecutan mempunyai arah dan magnitud. Kelajuan selalu bertentangan dengan trajektori, manakala pecutan mempunyai dua komponen, satu tangen terhadap trajektori dan satu lagi tegak lurus dengan tangen.

Rujukan

  1. Beer, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statik dan Mekanik Bahan. McGraw-Hill, Inc.
  2. Dugas, Rene. Sejarah Mekanik Klasik. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, ms 19.
  3. David L. Goodstein. (2015). Mekanik 04 Ogos, 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Laman web: britannica.com.
  4. The Editors of Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematik. 04 Ogos, 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Laman web: britannica.com.
  5. The Editors of Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetik. 04 Ogos, 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Laman web: britannica.com.
  6. The Editors of Encyclopædia Britannica. (2014). Statik. 04 Ogos, 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Laman web: britannica.com.
  7. Rana, N.C., dan Joag, P.S. Mekanik Klasik West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, ms 6.