Ramificações mecânicas

A mecânica é a ciência que estuda o movimento de objetos e é responsável por projetar e construir máquinas. Com licença

As Ramificações mecânicas Mais desenvolvidos e conhecidos são estáticos, dinâmicos ou cinéticos e cinemáticos. Juntos, eles compõem uma área da ciência relacionada ao comportamento de objetos ou corpos quando são empurrados por poderes ou deslizamentos de terra.

Da mesma forma, a mecânica estuda as consequências das entidades corporais em seu ambiente. A disciplina científica tem suas origens na Grécia antiga, com os escritos de Aristóteles e Arquimedes.

Durante o início do período moderno, alguns cientistas de renome, como Isaac Newton e Galileu Galilei, estabeleceram o que é atualmente conhecido como mecânica clássica.

É um ramo da física clássica que lida com átomos que são imóveis ou que precipitam lentamente, a velocidades evidentemente inferiores à velocidade da luz.

Historicamente, a mecânica clássica apareceu em primeiro lugar, enquanto a mecânica quântica é uma ciência relativamente recente.

A mecânica clássica se originou com as leis do movimento de Isaac Newton, enquanto a mecânica quântica foi descoberta no início do século XX.

A importância da mecânica é que, clássico ou quântico, constitui o conhecimento mais verdadeiro que existe sobre a natureza física e tem sido especialmente visto como um modelo para outras ciências, exato chamado, como matemática, física, química e biologia.

Principais ramos da mecânica

A mecânica tem muitos usos no mundo moderno. Sua variedade de áreas de estudo a levou a diversificar para cobrir o entendimento de diferentes tópicos em torno do ser humano. 

Estático

A estática, em física, é o ramo da mecânica responsável pelos poderes que operam em objetos imóveis em condições de equilíbrio.

Suas fundações foram estabelecidas mais de 2.200 anos pelos ex -arquimedes matemáticos gregos e outros, enquanto estudam as características de amplificação de forças de máquinas simples, como a alavanca e o eixo.

Os métodos e resultados da ciência da estática provaram ser especialmente úteis no design de edifícios, pontes e barragens, bem como guindastes e outros dispositivos mecânicos semelhantes.

Pode atendê -lo: Rutherford Experiment: História, Descrição e Conclusões

Para calcular as dimensões de tais estruturas e máquinas, arquitetos e engenheiros devem primeiro determinar os poderes envolvidos em suas partes interconectadas.

Condições estáticas

- A estática fornece os procedimentos analíticos e gráficos necessários para identificar e descrever essas forças desconhecidas.

- Supõe que os corpos que estão tratando são perfeitamente rígidos.

- Ele também sustenta que a adição de todos os poderes que operam em uma entidade em repouso deve ser zero e que não deve haver tendência para as forças virar o corpo em torno de qualquer eixo.

Essas três condições são independentes entre si e sua expressão em forma matemática inclui equações de equilíbrio. Existem três equações, então você só pode calcular três forças desconhecidas.

Se houver mais de três forças desconhecidas, significa que há mais componentes na estrutura ou máquina necessários para suportar as cargas aplicadas ou que há mais restrições do que as necessárias para impedir que o corpo se mova.

Tais componentes ou restrições desnecessários são chamados redundantes (por exemplo, uma tabela de quatro pernas tem uma perna redundante), e diz -se que o método das forças é estaticamente indeterminado.

Dinâmico ou cinético

A dinâmica é o ramo da ciência física e a subdivisão da mecânica que domina o estudo do movimento de objetos materiais em relação aos fatores físicos que os afetam: força, massa, impulso, energia.

A cinética é o ramo da mecânica clássica que se refere ao efeito de forças e pares no movimento de corpos que têm massa.

Os autores que usam o termo "cinética" aplicam a dinâmica à mecânica clássica dos corpos móveis. Isso contrasta com a estática, que se refere a corpos em repouso, em condições de equilíbrio.

Pode atendê -lo: variáveis ​​dependentes e independentes: conceito e exemplos

A descrição do movimento em termos de posição, velocidade e aceleração está incluída na dinâmica ou na cinética, além da influência de forças, colegas e massas.

Os autores que não usam o termo cinético dividem a mecânica clássica na cinemática e dinâmica, incluindo estática como um caso especial de dinâmica, na qual a adição das forças e a soma dos pares são iguais a zero.

Cinemática

A cinemática é um ramo da física e uma subdivisão de mecânica clássica relacionada ao movimento geometricamente possível de um corpo ou sistema de corpos sem considerar as forças envolvidas, ou seja, causas e efeitos dos movimentos.

A cinemática visa fornecer uma descrição da posição espacial dos corpos ou sistemas de partículas materiais, a velocidade com que as partículas se movem e a velocidade para a qual sua velocidade está mudando (aceleração).

Quando as forças causais não são levadas em consideração, as descrições de movimento só são possíveis para partículas que têm movimento restrito, ou seja, elas se movem em certas trajetórias. No movimento sem restrições, ou livres, as forças determinam a forma da estrada.

Para uma partícula que se move em um caminho reto, uma lista de posições e horários correspondentes constituiria um esquema adequado para descrever o movimento dessa partícula.

Uma descrição contínua exigiria uma fórmula matemática que expressasse a posição em termos de tempo.

Quando uma partícula se move em uma trajetória curva, a descrição de sua posição se torna mais complicada e requer duas ou três dimensões.

Nesses casos, descrições contínuas na forma de um único gráfico ou fórmula matemática não são viáveis.

Exemplo de cinemática

A posição de uma partícula que se move em um círculo, por exemplo, pode ser descrita por um raio rotativo do círculo, como o raio de uma roda com uma extremidade fixa no centro do círculo e a outra extremidade presa à partícula.

Pode atendê -lo: importância do microscópio em medicina, saúde e ciência geral

O raio de rotação é conhecido como um vetor de posição para a partícula e, se o ângulo entre este e um raio fixo for conhecido como uma função de tempo, a magnitude da velocidade e aceleração da partícula pode ser calculada.

No entanto, velocidade e aceleração têm direção e magnitude. A velocidade é sempre tangente à trajetória, enquanto a aceleração tem dois componentes, um tangente à trajetória e o outro perpendicular à tangente.

Mecânica de mídia contínua

Este ramo da mecânica estuda o comportamento de materiais contínuos, como sólidos e fluidos. Foi fundamental entender o comportamento dos materiais no nível macro (movimento dos planetas, por exemplo).

Mecânica estatística

É responsável pela teoria da probabilidade inferir o movimento de um objeto específico, no nível macroscópico. Através do conhecimento da interação dos elementos, é estabelecido como será o movimento de um objeto, ou sua evolução no tempo.

Mecânica relativística

Disciplina que nasce seguindo a teoria da relatividade, lida com o movimento de estrelas, planetas ou corpos celestes que se movem a uma velocidade maior que a luz.

Mecânica quântica

É baseado na teoria do campo quântico e contrasta com o relativista, porque seu campo de estudo é partículas microscópicas e ainda menores, como partículas subatômicas. Surgiu porque as leis propostas por Newton não podiam se aplicar a objetos tão pequenos, uma vez que seu comportamento é diferente.

Muitos desses elementos não podem ser vistos, então a mecânica quântica, até agora, permanece probabilística.

Mecânica quântica-relativista

É uma disciplina que funde o micro e o macro para entender e determinar fatores relacionados ao espaço e tempo em que as partículas agem, por exemplo, na grande colisão de Hadron. Sua aparência é relativamente recente.

Referências

1. Cinética. Recuperado da Britannica.com.
2. Estatística. Recuperado da Britannica.com.