ANO ANG MGA SANGA NG MEKANIKA? - SCIENCE - 2025

Ang pinakapaunlad at kilalang mga sanga ng mekanika ay mga static, dinamika o kinetics, at kinematics. Magkasama silang bumubuo ng isang lugar ng agham na nauugnay sa pag-uugali ng mga nilalang sa katawan sa sandaling itulak ng mga kapangyarihan o pagguho ng lupa.

Katulad nito, pinag-aaralan ng mga mekanika ang mga bunga ng mga nilalang sa katawan sa kanilang kapaligiran. Ang disiplinang pang-agham ay nagmula sa sinaunang Greece kasama ang mga sulatin nina Aristotle at Archimedes.

Sa unang bahagi ng modernong panahon, ang mga kilalang siyentipiko tulad nina Isaac Newton at Galileo Galilei ay nagtatag kung ano ang ngayon ay kilala bilang klasikal na mekanika.

Ito ay isang sangay ng klasikal na pisika na tumatalakay sa mga atomo na hindi kumikibo o dahan-dahang umuusbong, sa bilis na maliwanag na mas mababa kaysa sa bilis ng ilaw.

Kasaysayan, ang mga mekanikal na klasikal ay unang nauna, habang ang mga mekanika ng quantum ay isang medyo pag-imbensyon.

Ang mga mekanikal na klasikal na nagmula sa mga batas ng paggalaw ni Isaac Newton habang ang mga mekanika ng kabuuan ay natuklasan sa unang bahagi ng ika-20 siglo.

Ang kahalagahan ng mga mekanika ay namamalagi sa katotohanan na, maging klasikal o kabuuan, ito ang bumubuo ng pinaka-tiyak na kaalaman na umiiral tungkol sa pisikal na kalikasan at lalo na nakita bilang isang modelo para sa iba pang tinatawag na eksaktong mga agham tulad ng matematika, pisika, kimika at biology.

Pangunahing mga sanga ng mekanika

Ang mga mekanika ay may maraming mga gamit sa modernong mundo. Ang kanyang iba't ibang mga lugar ng pag-aaral ay humantong sa kanya upang pag-iba-ibahin ang pag-unawa sa iba't ibang mga tema na sumasailalim sa iba pang mga disiplina. Narito ang pangunahing mga sanga ng mekanika.

Static

Ang mga istatistika, sa pisika, ay sangay ng mga mekanika na tumatalakay sa mga kapangyarihan na nagpapatakbo sa mga katawan ng mga nilalang katawan sa mga kondisyon ng balanse.

Ang mga pundasyon nito ay itinatag higit sa 2,200 taon na ang nakalilipas ng sinaunang Greek matematiko na si Archimedes at iba pa, habang pinag-aaralan ang mga katangian na nagpalakas ng lakas ng mga simpleng makina tulad ng pingga at baras.

Ang mga pamamaraan at resulta ng agham ng mga static ay napatunayan lalo na kapaki-pakinabang sa disenyo ng mga gusali, tulay, at mga dam, pati na rin ang mga cranes at iba pang mga katulad na aparato ng makina.

Upang makalkula ang mga sukat ng naturang mga istraktura at machine, dapat munang matukoy ng mga arkitekto at mga inhinyero ang mga kapangyarihan na kasangkot sa kanilang mga magkakaugnay na bahagi.

• Static na mga kondisyon

1. Nagbibigay ang mga istatistika ng mga pamamaraan ng analitikal at grapikong kinakailangan upang makilala at ilarawan ang mga hindi kilalang mga puwersang ito.
2. Ipinapalagay ng mga static na ang mga katawan na nakikitungo nito ay perpektong mahigpit.
3. Hawak din niya na ang pagdaragdag ng lahat ng mga kapangyarihan na nagpapatakbo sa isang entidad sa pahinga ay dapat na zero at na walang posibilidad para sa mga puwersa na paikutin ang katawan sa paligid ng anumang axis.

Ang tatlong mga kondisyon na ito ay independiyenteng sa bawat isa at ang kanilang pagpapahayag sa anyo ng matematika ay may kasamang mga equation ng balanse. Mayroong tatlong mga equation, kaya tatlong mga hindi kilalang puwersa ang maaaring kalkulahin.

Kung mayroong higit sa tatlong hindi kilalang mga puwersa, nangangahulugan ito na maraming mga sangkap sa istraktura o makina na kinakailangan upang suportahan ang mga nag-apply na naglo-load o may higit na mga paghihigpit kaysa sa kinakailangan upang maiwasan ang paglipat ng katawan.

Ang ganitong mga hindi kinakailangang sangkap o hadlang ay tinatawag na kalabisan (halimbawa, ang isang talahanayan na may apat na binti ay may isang kalabisan na binti) at ang pamamaraan ng mga puwersa ay sinasabing statically na hindi natukoy.

Dynamic o kinetic

Ang dinamika ay ang sangay ng pisikal na agham at isang subdibisyon ng mga mekanika na nangingibabaw sa pag-aaral ng paggalaw ng mga materyal na bagay na may kaugnayan sa mga pisikal na salik na nakakaapekto sa kanila: puwersa, masa, salpok, enerhiya.

Ang mga kinetika ay sangay ng mga klasikal na mekanika na tumutukoy sa epekto ng mga puwersa at mag-asawa sa paggalaw ng mga katawan na may misa.

Ang mga may-akda na gumagamit ng salitang "kinetics" ay nag-aaplay ng mga dinamika sa mga klasiko na gumagalaw na mekanika ng katawan. Kabaligtaran ito sa static, na tumutukoy sa mga katawan na nagpapahinga, sa ilalim ng mga kondisyon ng balanse.

Kasama sa dynamics o kinetics ay ang paglalarawan ng paggalaw sa mga tuntunin ng posisyon, bilis at pagbibilis, bukod sa impluwensya ng mga puwersa, torque at masa.

Ang mga may-akda na hindi gumagamit ng term na kinetics ay naghahati ng mga mekanikal na klasiko sa kinematics at dinamika, kabilang ang mga static bilang isang espesyal na kaso ng dinamika kung saan ang pagdaragdag ng mga puwersa at kabuuan ng mga pares ay pantay sa zero.

Maaari kang maging interesado sa 10 Mga halimbawa ng Kinetic Energy sa Pang-araw-araw na Buhay.

Kinematics

Ang Kinematics ay isang sangay ng pisika at isang subdibisyon ng mga klasikal na mekanika na nauugnay sa geometrically posible na paggalaw ng isang katawan o sistema ng mga katawan nang hindi isinasaalang-alang ang mga puwersa na kasangkot, iyon ay, sanhi at epekto ng paggalaw.

Ang kinematics ay naglalayong magbigay ng isang paglalarawan ng spatial na posisyon ng mga katawan o mga sistema ng mga materyal na partikulo, ang bilis kung saan ang mga particle ay gumagalaw (bilis), at ang rate kung saan ang kanilang bilis ay nagbabago (pabilis).

Kapag ang mga puwersa ng dahilanal ay hindi isinasaalang-alang, ang mga paglalarawan ng paggalaw ay posible para sa mga partikulo na may paghihigpit na paggalaw, iyon ay, na lumipat sa ilang mga landas. Sa hindi mapigilan o libreng paggalaw, tinutukoy ng mga pwersa ang hugis ng landas.

Para sa isang maliit na butil na gumagalaw sa isang tuwid na landas, ang isang listahan ng mga kaukulang posisyon at oras ay bumubuo ng isang angkop na pamamaraan upang ilarawan ang paggalaw ng butil.

Ang isang patuloy na paglalarawan ay mangangailangan ng isang pormula sa matematika na nagpapahayag ng posisyon sa mga tuntunin ng oras.

Kapag ang isang maliit na butil ay gumagalaw sa isang hubog na landas, ang paglalarawan ng posisyon nito ay nagiging mas kumplikado at nangangailangan ng dalawa o tatlong sukat.

Sa ganitong mga kaso, ang patuloy na paglalarawan sa anyo ng isang solong grapiko o matematika na pormula ay hindi magagawa.

• Halimbawa ng Kinematics

Ang posisyon ng isang maliit na butil na gumagalaw sa isang bilog, halimbawa, ay maaaring inilarawan sa pamamagitan ng isang umiikot na radius ng bilog, tulad ng nagsalita ng isang gulong na may isang dulo na naayos sa gitna ng bilog at ang iba pang pagtatapos na nakakabit sa maliit na butil.

Ang radius ng pag-ikot ay kilala bilang posisyon vector para sa maliit na butil, at kung ang anggulo sa pagitan nito at isang nakapirming radius ay kilala bilang isang pag-andar ng oras, ang magnitude ng tulin ng bilis at pagbilis ng butil ay maaaring kalkulahin.

Gayunpaman, ang bilis at pagbilis ay may direksyon at kadakilaan. Ang bilis ng bilis ay palaging padaplis sa landas, habang ang bilis ay may dalawang bahagi, isang tangent sa landas at ang iba pang patayo sa tangent.

Mga Sanggunian

1. Beer, FP & Johnston Jr, ER (1992). Statics at Mekanismo ng Mga Materyales. McGraw-Hill, Inc.
2. Dugas, Rene. Isang Kasaysayan ng Classical Mechanics. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, pg 19.
3. David L. Goodstein. (2015). Mekanika. Agosto 04, 2017, mula sa Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
4. Ang Mga editor ng Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematics. Agosto 04, 2017, mula sa Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
5. Ang Mga editor ng Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetika. Agosto 04, 2017, mula sa Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
6. Ang Mga editor ng Encyclopædia Britannica. (2014). Statics. Agosto 04, 2017, mula sa Encyclopædia Britannica, inc. Website: britannica.com.
7. Rana, NC, at Joag, PS Classical Mechanics. West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, pg 6.