Kaj je mehanik? Predmet, naloge, oddelki

Okoliški svet je sestavljen iz materialnih objektov, ki med seboj delujejo na različne načine. Naloga naravoslovja, zlasti fizike, je ugotoviti naravo teh interakcij. Ena od uporabnih vej fizike se imenuje mehanika. V članku bomo razpravljali o tem, kaj je mehanika, kaj so predmet in naloge te znanosti in katere veje mehanike obstajajo.

Mehanika je ...

Beseda "mehanika" se iz grščine prevaja kot "umetnost gradnje strojev". Mehanika je znanost gibanja predmetov materialnega sveta in njihove interakcije. Z drugimi besedami, vsako materialno telo zavzame prostor v prostoru. Njegovo gibanje se imenuje mehansko gibanje. To gibanje, kakor tudi način, kako telesa sodelujejo z njim, in študija mehanike.

Obseg študij te znanosti je zelo širok. Vključuje preučevanje gibanja nebesnih teles, gibanje zrakoplovov, strojev, dinamiko tekočin in plinov.

Predmet in naloge

Razumevanje, kaj je mehanika, bo pomagalo pri proučevanju predmeta in nalog.

Glavna naloga je opisati mehansko gibanje predmetov - izpeljavo enačbe gibanja. To se izvede z uporabo koordinatnega sistema, kota vrtenja, hitrosti in drugih kategorij. Z drugimi besedami, pridobljeni zakon gibanja omogoča izračun položaja telesa v trenutku.

Predmet mehanike je reševanje problemov in vprašanj, povezanih s preučevanjem gibanja ali ravnotežja teles in njihovih interakcij.

Mehanski odseki

Ker študij mehanike pokriva veliko področij znanosti, je v njem več odsekov:

• klasična (newtonska mehanika) - proučuje premike materialnih zadev;
• relativistična (Einsteinova mehanika) - temelji na postulatih teorije relativnosti;
• kvant - raziskuje gibanje osnovnih delcev.

Klasična mehanika

Newtonska mehanika vključuje naslednje smeri: kinematiko, dinamiko in statiko.

Kinematika preučuje mehansko gibanje teles brez upoštevanja vzrokov. Z drugimi besedami, to poglavje preučuje položaj telesa v prostoru po določenem času. V bistvu se zakonitosti in študije kinematike uporabljajo pri izračunih gibov mehanizmov in strojev.

Na področju študija dinamične mehanike je gibanje materialnih predmetov kot posledica vpliva, ki se nanjo nanaša. Z drugimi besedami, ta znanost pojasnjuje, zakaj se je izkazalo, da je telo, na katerega je bila sila uporabljena, v eni ali drugi točki prostora.

Statična mehanika preučuje ravnotežje teles pod vplivom, ki se nanjo nanaša. Razdeljen je na ravnovesje in neravnovesje.

Oddelki klasične mehanike se običajno učijo v srednji šoli. Poleg njih obstaja še nekaj področij te znanosti:

• mehanika kontinuuma;
• statistične;
• teoretično;
• računski itd.

Relativistična mehanika

Kaj je Einsteinova mehanika? Če se telesa premikajo zelo hitro, npr. Blizu hitrosti svetlobe, postanejo fizični zakoni drugačni. Čas in prostor spreminjata svoje lastnosti v odnosu do takih teles. Vprašanja teh izkrivljanj preučuje relativistična mehanika.

Beseda "relativistična" pomeni "relativna". Zato imajo pri tem pomembno vlogo postulati Einsteinove teorije relativnosti.

V klasični mehaniki so tri dimenzije: dolžina, širina in višina. Relativist dodaja še eno dimenzijo - čas. Prostor se torej šteje za štiridimenzionalen, gibanje teles in njihovih lastnosti pa ne bo odvisno samo od smeri gibanja, temveč tudi od hitrosti.

Einstein je verjel, da za gibanje opazovalcev čas teče počasneje kot za tiste, ki so v mirovanju. Višja kot je hitrost, počasnejši je čas. Ko doseže hitrost svetlobe, se čas ustavi.

Kvantna mehanika

Ta znanost je del kvantne fizike. Oba raziskovata zakone sveta elementarnih delcev - nukleonov, elektronov, kvarkov itd.

Klasična mehanika, ki opisuje fenomen makro sveta, ne more razložiti gibanja, ki se pojavljajo na ravni osnovnih delcev. Te naloge so prevzele kvantno mehaniko. Ta znanost je precej mlada in na njenem področju je veliko neraziskanih.

Beseda "kvant" pomeni vsako nedeljivo enoto nečesa.

Primeri kvantov:

• foton - del elektromagnetnega sevanja;
• gluon - delček vektorskega polja;
• graviton - kvant gravitacijske interakcije;
• fonon je kvant nihanja kristalov.

Torej, kaj je mehanik? Ta del fizike preučuje materialna telesa, njihova gibanja v prostoru, zakonitosti gibanja in medsebojno delovanje gibajočih se teles. Njeni najobsežnejši deli so klasični, relativistični in kvantni.