A newtoni mechanika a fizika egyik ága . Albert Einstein munkája óta gyakran klasszikus mechanikának nevezik .
Elmélet | Nagybirtokok | Fogalmak |
---|---|---|
Newtoni mechanika | Kinematikája - Törvények Newton - Analytical Mechanics - Fluid Mechanics - mechanikája a lényeg - Solid mechanika - Galileo transzformációk - kontinuum | Dimenzió - Tér - Idő - Hossz - Sebesség - Relatív sebesség - Tömeg - Erő - Energia - Szögimpulzus - Nyomaték - Megőrzés törvénye - Harmonikus oszcillátor - Hullám - Munka - Teljesítmény - Sebességvektor |
Mielőtt a saját tudományává vált, a mechanika már régóta a matematika része .
Sok matematikus gyakran döntő jelentőségű hozzájárulás volt, köztük olyan nagy nevek, mint Euler , Cauchy , Lagrange ... A XVIII . Század végéig a mechanika a matematika természetes alkalmazási területe volt, ez a terület, ahol megpróbálhatott illeszkedni a kísérleti tényeket a matematika szigorú keretébe. Ezzel szemben bizonyos mechanikai problémák születtek, vagy a matematikusok érdeklődését olyan elméletek felé irányították, mint a geometria vagy a differenciálegyenletek .
Történelmileg a statikus mechanika volt az első olyan terület, amelyet a tudósok tanulmányoztak. Tól ókortól a középkorig, alapvető fogalmak, mint a „egyensúly”, a híres „ kart karban ” a Archimedes , vagy akár a sokkal elvont fogalmát „ erő ” vizsgálták. Később az érdeklődés a " dinamikára " összpontosult , vagyis azokra a jelenségekre, amelyek a szilárd anyagok mozgását irányítják, ezen a területen Galilei a testek bukása érdekében, és Newton a híres Philosophiae Naturalis Principia Mathematica című művében döntő szerepet játszott .
A XVIII . Század végéig azonban a mechanika két ágra szakadt: az egyik oldalon a mechanikai pontra, a másikra pedig a folyadékmechanikára . A pontmechanika esetében a vizsgált tárgyakat implicit módon deformálhatatlannak tételezzük fel, és a teljes szilárd anyag mozgását ezután e figyelemre méltó pontok egyikének: a „ súlypont ” mozgásával írhatjuk le . Csak a jelenlegi XIX . Században látták az első olyan szilárd deformálható elméleteket , amelyek lehetővé teszik a szilárd mechanika és a folyadékmechanika egyetlen keretben való összefogását, a kontinuummechanika elméletét .
Ugyanakkor egy másik formalizmus született a szilárd anyagok mozgásának magyarázatára: Lagrange kezdetben, majd Hamilton kidolgozott egy úgynevezett analitikai megközelítést, amely axiómának már nem az erők és a gyorsulás egyensúlyát, hanem a „ minimum ” létezését vette figyelembe. energiapotenciál, amelyet egy szilárd anyag minden mozgása engedelmeskedik. Megmutathatjuk, hogy ez a megközelítés szigorúan egyenértékű a newtoni megközelítéssel; azonban egy gyökeresen eltérő formalizmus kialakítását teszi lehetővé. Az "analitikai mechanikát" alkalmazó fizika fő területe a szilárdtestfizika és az összetett mechanizmusok, például a robotkarok mozgása.
Elején a XX th században , Einstein kidolgozta a híres relativitáselmélete és kiemelte a hiányosságokat mechanikus leírtakkal Newton. Kiderült azonban, hogy ez utóbbi a relativitáselmélet speciális esete, ha viszonylag alacsony sebességet veszünk figyelembe. Ezután meghatároztuk a newtoni mechanikát vagy a klasszikus mechanikát , mint a fizika területét, amely leírja a testek mozgását alacsony sebességgel a fényéhez képest (azaz jóval kevesebb, mint 300 000 km / s). Ezen a területen, bár egyszerűbb, a speciális relativitáselmélethez nagyon közel álló eredményeket nyújt , amely minden sebességtartományra alkalmas.
Fogalmilag a mechanika három fordulatot ismert:
A XXI . Században a klasszikus mechanika fejlődése többek között a káoszelméletben zajlik .
A newtoni mechanika klasszikusan doménekre oszlik az elfogadott nézőpont szerint:
Így megkülönböztethetjük a szilárd anyag kinematikai pontjának kinematikáját,…
Ez a két típusú felosztás az alábbi táblázatban foglalható össze:
Pontmechanika | Continuum mechanika | ||
---|---|---|---|
Szilárd mechanika | Áramlástan | ||
Mozi | A lényeg kinematikája | Szilárd kinematika | Kinematikai folyadék (be) |
Dinamikus | Pontdinamika | Szilárd dinamika | Folyadékdinamika |
Statikus | Pont statika | Szilárdtest statika | Folyadék statikus (hidrosztatikus) |