WAT ZIJN DE TAKKEN VAN MECHANICA? - WETENSCHAP - 2026

De meest ontwikkelde en bekende takken van mechanica zijn statica, dynamica of kinetiek en kinematica. Samen vormen ze een wetenschapsgebied dat verband houdt met het gedrag van lichamelijke entiteiten op het moment dat ze worden geduwd door machten of aardverschuivingen.

Evenzo bestudeert mechanica de gevolgen van lichamelijke entiteiten in hun omgeving. De wetenschappelijke discipline vindt zijn oorsprong in het oude Griekenland met de geschriften van Aristoteles en Archimedes.

Tijdens de vroegmoderne tijd hebben gerenommeerde wetenschappers zoals Isaac Newton en Galileo Galilei vastgesteld wat nu bekend staat als klassieke mechanica.

Het is een tak van de klassieke fysica die zich bezighoudt met atomen die immobiel zijn of die langzaam neerslaan, met snelheden die duidelijk lager zijn dan de snelheid van het licht.

Historisch gezien kwam de klassieke mechanica op de eerste plaats, terwijl de kwantummechanica een relatief recente uitvinding is.

Klassieke mechanica is ontstaan ​​met de bewegingswetten van Isaac Newton, terwijl de kwantummechanica in het begin van de 20e eeuw werd ontdekt.

Het belang van mechanica ligt in het feit dat, of het nu klassiek of kwantum is, het de meest zekere kennis is die er bestaat over de fysische natuur en vooral werd gezien als model voor andere zogenaamde exacte wetenschappen zoals wiskunde, natuurkunde, scheikunde en biologie.

Belangrijkste takken van mechanica

Mechanica hebben talloze toepassingen in de moderne wereld. Haar verscheidenheid aan studiegebieden heeft haar ertoe gebracht te diversifiëren om het begrip van verschillende thema's die ten grondslag liggen aan andere disciplines te omvatten. Dit zijn de belangrijkste takken van mechanica.

Statisch

Statica, in de natuurkunde, is de tak van de mechanica die zich bezighoudt met de krachten die werkzaam zijn in immobiele lichamelijke entiteiten in evenwichtstoestanden.

De basis werd meer dan 2200 jaar geleden gelegd door de oude Griekse wiskundige Archimedes en anderen, terwijl ze de krachtversterkende eigenschappen van eenvoudige machines zoals de hendel en de as bestudeerden.

De methoden en resultaten van de statische wetenschap zijn bijzonder nuttig gebleken bij het ontwerp van gebouwen, bruggen en dammen, evenals bij kranen en andere soortgelijke mechanische apparaten.

Om de afmetingen van dergelijke constructies en machines te berekenen, moeten architecten en ingenieurs eerst de krachten bepalen die betrokken zijn bij hun onderling verbonden onderdelen.

• Statische omstandigheden

1. Statica biedt de analytische en grafische procedures die nodig zijn om deze onbekende krachten te identificeren en te beschrijven.
2. Statica gaat ervan uit dat de lichamen waarmee het te maken heeft volkomen stijf zijn.
3. Hij beweert ook dat de optelling van alle krachten die op een entiteit in rust werken, nul moet zijn en dat de krachten niet de neiging mogen hebben om het lichaam om een ​​as te roteren.

Deze drie voorwaarden zijn onafhankelijk van elkaar en hun uitdrukking in wiskundige vorm omvat de evenwichtsvergelijkingen. Er zijn drie vergelijkingen, dus er kunnen slechts drie onbekende krachten worden berekend.

Als er meer dan drie onbekende krachten zijn, betekent dit dat er meer componenten in de constructie of machine zijn die nodig zijn om de uitgeoefende lasten te dragen of dat er meer beperkingen zijn dan nodig zijn om te voorkomen dat het lichaam beweegt.

Dergelijke onnodige componenten of beperkingen worden overtollig genoemd (bijv. Een tafel met vier poten heeft één overtollige poot) en de methode van krachten zou statisch onbepaald zijn.

Dynamisch of kinetisch

Dynamica is de tak van de fysische wetenschap en een onderverdeling van mechanica die de studie van de beweging van materiële objecten domineert in relatie tot de fysieke factoren die erop van invloed zijn: kracht, massa, momentum, energie.

Kinetiek is de tak van de klassieke mechanica die verwijst naar het effect van krachten en koppels op de beweging van lichamen met massa.

Auteurs die de term "kinetiek" gebruiken, passen dynamica toe op de klassieke mechanica van het bewegende lichaam. Dit in tegenstelling tot statisch, dat verwijst naar lichamen in rust, onder evenwichtscondities.

Inbegrepen in dynamica of kinetiek zijn de beschrijving van beweging in termen van positie, snelheid en versnelling, los van de invloed van krachten, koppels en massa's.

Auteurs die de term kinetiek niet gebruiken, verdelen klassieke mechanica in kinematica en dynamica, inclusief statica als een speciaal geval van dynamica waarin de optelling van de krachten en de som van de paren gelijk zijn aan nul.

Mogelijk bent u geïnteresseerd in 10 voorbeelden van kinetische energie in het dagelijks leven.

Kinematica

Kinematica is een tak van de fysica en een onderverdeling van de klassieke mechanica die betrekking heeft op de geometrisch mogelijke beweging van een lichaam of systeem van lichamen zonder rekening te houden met de betrokken krachten, dat wil zeggen oorzaken en gevolgen van de bewegingen.

De kinematica beoogt een beschrijving te geven van de ruimtelijke positie van lichamen of systemen van materiaaldeeltjes, de snelheid waarmee de deeltjes bewegen (snelheid) en de snelheid waarmee hun snelheid verandert (versnelling).

Wanneer geen rekening wordt gehouden met causale krachten, zijn beschrijvingen van beweging alleen mogelijk voor deeltjes die een beperkte beweging hebben, dat wil zeggen dat ze in bepaalde trajecten bewegen. In onbeperkte of vrije beweging bepalen krachten de vorm van het pad.

Voor een deeltje dat langs een recht pad beweegt, zou een lijst met overeenkomstige posities en tijden een geschikt schema vormen om de beweging van het deeltje te beschrijven.

Voor een continue beschrijving is een wiskundige formule nodig die de positie in tijd uitdrukt.

Wanneer een deeltje op een gebogen pad beweegt, wordt de beschrijving van zijn positie gecompliceerder en vereist deze twee of drie dimensies.

In dergelijke gevallen zijn continue beschrijvingen in de vorm van een enkele grafiek of wiskundige formule niet haalbaar.

• Kinematica voorbeeld

De positie van een deeltje dat op een cirkel beweegt, kan bijvoorbeeld worden beschreven door een roterende straal van de cirkel, zoals de spaak van een wiel met het ene uiteinde vast in het midden van de cirkel en het andere uiteinde aan het deeltje.

De rotatiestraal staat bekend als de positievector voor het deeltje, en als de hoek tussen het deeltje en een vaste straal bekend staat als een functie van de tijd, kan de grootte van de snelheid en versnelling van het deeltje worden berekend.

Snelheid en versnelling hebben echter richting en grootte. Snelheid is altijd raaklijn aan het pad, terwijl versnelling twee componenten heeft, een raaklijn aan het pad en de andere loodrecht op de raaklijn.

Referenties

1. Beer, FP & Johnston Jr, ER (1992). Statica en mechanica van materialen. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Een geschiedenis van klassieke mechanica. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, pag.19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mechanica. 4 augustus 2017, uit Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
4. De redactie van Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematica. 4 augustus 2017, uit Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
5. De redactie van Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetiek. 4 augustus 2017, uit Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
6. De redactie van Encyclopædia Britannica. (2014). Statica. 4 augustus 2017, uit Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
7. Rana, NC en Joag, PS Classical Mechanics. West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, pag.6.