Mechanika

Mechanika (od greckiego mechané - maszyna) — nauka techniczna oraz dział fizyki.

Technika

• inżynieria mechaniczna – dział zajmujący się konstruowaniem i budowaniem maszyn, urządzeń i pojazdów,
• mechanika techniczna – dział obejmujący mechanikę ośrodków ciągłych i wytrzymałość materiałów,
• mechanika budowli – dział obejmujący mechanikę konstrukcji budowlanych.

Fizyka

W fizyce jest to dział opisujący ruch i odkształcenie ciał materialnych lub ich części na skutek ich wzajemnych oddziaływań oraz badający stan ich równowagi.

Podział

Wyróżnia się:

• ze względu na prędkość poruszających się ciał
  • mechanikę klasyczna (zwana czasem mechaniką nierelatywistyczną)- dotyczy ciał poruszających się z małymi prędkościami w stosunku do prędkości światła w próżni
  • mechanikę relatywistyczną – dotyczy ciał poruszających się z dowolnie dużymi prędkościami, nawet bliskimi prędkości światła w próżni (mechanika ta jest częścią teorii względności).
• ze względu na skalę badanych zjawisk:
  • mechanikę klasyczną – zajmującą się badaniem ruchu ciał materialnych w skali makroskopowej.
  • mechanikę kwantową – zajmującą się badaniem ruchu ciał materialnych w skali mikroskopowej (w skali cząsteczkowej, atomowej, jądrowej itd.).
• ze względu na problematykę rozwiązywanych zagadnień
  • kinematykę zajmującą się badaniem ruchu ciał bez uwzględnienia działających sił, mas ciał i warunków ruchu.
  • dynamikę zajmującą się ruchem i równowagą ciał materialnych pod wpływem działających na nie sił, w której wyróżnia się:
    • kinetykę zajmującą się badaniem ruchu z wykluczeniem stanów równowagi
    • statykę zajmującą się stanami równowagi
• ze względu na właściwości badanych obiektów:
  • mechanikę punktu materialnego
  • mechanikę układu punktów materialnych
  • mechanikę bryły sztywnej
  • mechanikę ośrodków ciągłych, w której wyróżnia się:
    • mechanikę płynów, czyli mechanikę cieczy i gazów
    • mechanikę ciał stałych: odkształcalnych sprężyście i odkształcalnych plastycznie.
• ze względu na sposób podejścia do rozważanych zagadnień:
  • teoretyczną
  • doświadczalną
  • stosowaną.

W zależności od przedmiotu badania można także wyodrębnić różne mechaniki specjalistyczne, na przykład: akustyka, mechanika nieba, mechanika gruntów itp.

Podstawowe pojęcia

Podstawowymi prawami mechaniki są zasada zachowania energii, zasada zachowania pędu i zasada zachowania momentu pędu.

Podstawowymi równaniami mechaniki są: równanie Newtona, równania Lagrange’a, równania Hamiltona, równanie Jacobiego-Hamiltona.

Wszystkie zjawiska w mechanice opisuje się z uwzględnieniem układu odniesienia. Położenie ciała względem układu odniesienia wyznacza zbiór liczb nazywanych współrzędnymi; liczba tych współrzędnych niezbędnych do jednoznacznego określenia położenia ciała nazywana jest liczbą stopni swobody tego układu współrzędnych.

• Inercjalne układy odniesienia to takie, które podlegają zasadom dynamiki Newtona.
• Nieinercjalne układy odniesienia to te, w których występują siły pozorne (siła odśrodkowa, siła Coriolisa).

Do rozwoju mechaniki przyczynili się między innymi: Arystoteles, Archimedes, Galileusz, Isaac Newton, Jean le Rond d’Alembert, Joseph Louis Lagrange, Carl Gustav Jakob Jacobi, William Rowan Hamilton, Daniel Bernoulli, Gaspard-Gustave Coriolis, Benoit Clapeyron, Leonhard Euler.

Za twórcę mechaniki uznaje się Archytasa z Tarentu.

Gry

W grach używa się terminu mechanika gry do określenia zasad. Termin ten jest popularny zwłaszcza w grach fabularnych.

Przypisy

Diogenes Laërtius (1925). "Pitagorejczycy: Archytas". Żywoty i poglądy słynnych filozofów. Tom 2:8. Przekład Robert Drew Hicks (wydanie dwutomowe). Biblioteka Klasyczna Loeb.