Newtoninen mekaniikka on osa fysiikan . Albert Einsteinin työstä lähtien sitä kutsutaan usein klassiseksi mekaniikaksi .
Teoria | Suuret kartanot | Käsitteet |
---|---|---|
Newtonin mekaniikka | Kinematiikka - Newtonin lait - Analyyttinen mekaniikka - Nestemekaniikka - Pistemekaniikka - Kiinteä mekaniikka - Galileon muunnokset - Jatkuvamekaniikka | Ulottuvuus - Avaruus - Aika - Pituus - Nopeus - Suhteellinen nopeus - Massa - Voima - Energia - Kulmamomentti - Vääntömomentti - Säilyvyyslaki - Harmoninen oskillaattori - Aalto - Työ - Teho - Nopeusvektori |
Ennen kuin siitä tuli itsenäinen tiede, mekaniikka oli pitkään ollut osa matematiikkaa .
Monet matemaatikot ovat tehneet usein ratkaisevan panoksen, heidän joukossaan isoja nimiä kuten että Euler , Cauchy , Lagrangen ... Kunnes lopulla XVIII nnen vuosisadan , mekaniikka oli luonnollista sovellusalueiden matematiikan alan josta saattoi yrittää kunnossa kokeelliset tosiasiat matematiikan tiukkaan kehykseen. Toisaalta tietyt mekaaniset ongelmat ovat synnyttäneet tai ohjaaneet matemaatikkojen kiinnostuksen teorioihin, kuten geometriaan tai differentiaaliyhtälöihin .
Historiallisesti staattinen mekaniikka oli ensimmäinen tutkijoiden tutkima kenttä. Vuodesta Antiikki on keskiajalla, peruskäsitteitä kuten "tasapaino", kuuluisa " vipu arm " on Arkhimedeen tai jopa enemmän abstraktin merkinnän " voima " tutkittiin. Myöhemmin kiinnostus kohdistui " dynamiikkaan ", toisin sanoen ilmiöihin, jotka hallitsevat kiintoaineiden liikkumista, kentän, jossa Galileo ruumiin kaatumista varten ja Newton hänen kuuluisassa Philosophiae Naturalis Principia Mathematicassaan ovat antaneet ratkaisevan panoksen.
Kuitenkin, kunnes loppuun XVIII th -luvulla , mekaaninen jaettu kahteen osaan: mekaaninen piste toisella puolella ja nestettä mekaniikka muiden. Pistemekaniikan tapauksessa tutkittujen kohteiden oletetaan implisiittisesti olevan epämuodostuvia ja kokonaisen kiinteän aineen liike voidaan sitten kuvata yhden näistä merkittävistä pisteistä: " painopisteen " liikkeestä . Vasta nykyisen XIX : nnen vuosisadan nähdä ensimmäiset teoriat kiinteiden muotoaan muuttavan joka sallisi yhdistää kiinteät mekaniikan ja virtaustekniikka yhdessä kehyksessä, että mekaniikka .
Samaan aikaan syntyi toinen formalismi kiintoaineiden liikkeen selittämiseksi: Alun perin Lagrange , sitten Hamilton kehitti niin sanotun analyyttisen lähestymistavan, joka ei pidä aksioomana enää voimien ja kiihtyvyyden tasapainoa, vaan '' vähimmäismäärän '' olemassaoloa energiapotentiaali, jota kaikki kiinteän aineen liikkeet tottelevat. Voimme osoittaa, että tämä lähestymistapa vastaa tiukasti Newtonin lähestymistapaa; se antaa kuitenkin mahdollisuuden kehittää täysin erilainen formalismi. "Analyyttistä mekaniikkaa" käyttävän fysiikan pääalueet ovat kiinteän tilan fysiikka ja monimutkaisten mekanismien, kuten robottivarsien, liike.
Alussa XX : nnen vuosisadan , Einstein kehitti kuuluisan Suhteellisuusteoria ja puutteita paljastaneen mekaanisen kuin se oli kuvattu Newton. On kuitenkin käynyt ilmi, että jälkimmäinen muodostaa erityisen tapauksen suhteellisuusteoriasta, kun tarkastellaan suhteellisen pieniä nopeuksia. Määritimme sitten Newtonin mekaniikan tai klassisen mekaniikan fysiikan alaksi, joka kuvaa kehojen liikkeitä pienillä nopeuksilla verrattuna valoon (ts. Paljon alle 300 000 km / s). Vaikka se onkin yksinkertaisempi, se tarjoaa tuloksia, jotka ovat hyvin lähellä erityisen suhteellisuusteoriaa , joka soveltuu kaikille nopeusalueille.
Käsitteellisesti mekaniikka on tuntenut kolme kierrosta:
Vuonna XXI nnen vuosisadan , kehitys klassinen mekaniikka ovat muiden muassa kaaosteoriasta .
Newtonin mekaniikka on jaettu klassisesti alueisiin hyväksytyn näkökulman mukaan:
Yksi erottaa siten kiinteän aineen kinematiikan pisteen kinematiikan,…
Nämä kaksi jakautumistyyppiä voidaan tiivistää seuraavaan taulukkoon:
Pistemekaniikka | Jatkuva mekaniikka | ||
---|---|---|---|
Kiinteä mekaniikka | Nestemekaniikka | ||
Elokuva | Pisteen kinematiikka | Kiinteä kinematiikka | Kinemaattinen neste (sisään) |
Dynaaminen | Pistedynamiikka | Vankka dynamiikka | Neste dynamiikkaa |
Staattinen | Kohta staattinen | Kiinteän tilan staattinen | Nestestatiikka (hydrostaattinen) |