Apa itu Cabang Mekanika?



itu cabang mekanika lebih berkembang dan dikenal adalah statis, dinamika atau kinetika dan kinematika. Bersama-sama mereka membentuk bidang ilmu yang berkaitan dengan perilaku entitas tubuh pada saat didorong oleh kekuatan atau tanah longsor.

Demikian juga, mekanik mempelajari konsekuensi entitas tubuh di lingkungan mereka. Disiplin ilmiah berasal dari Yunani kuno dengan tulisan-tulisan Aristoteles dan Archimedes.

Selama periode modern awal, beberapa ilmuwan terkenal seperti Isaac Newton dan Galileo Galilei menetap apa yang sekarang dikenal sebagai mekanika klasik.

Ini adalah cabang fisika klasik yang berhubungan dengan atom yang tidak bergerak atau yang jatuh perlahan, pada kecepatan yang jelas lebih rendah dari kecepatan cahaya..

Secara historis, mekanika klasik lebih dulu, sedangkan mekanika kuantum adalah penemuan yang relatif baru.

Mekanika klasik berasal dari hukum gerak Isaac Newton, sedangkan mekanika kuantum ditemukan pada awal abad ke-20..

Pentingnya mekanika adalah bahwa, apakah klasik atau kuantum, itu adalah pengetahuan yang paling benar yang ada tentang sifat fisik dan telah secara khusus dilihat sebagai model untuk ilmu eksakta lainnya seperti matematika, fisika, kimia dan biologi..

Cabang utama mekanika

Mekanika memiliki banyak kegunaan di dunia modern. Keragaman bidang studinya telah membuatnya terdiversifikasi untuk memasukkan pemahaman tentang berbagai topik yang mendasari disiplin ilmu lain. Di bawah cabang utama mekanika.

Statis

Statika, dalam fisika, adalah cabang mekanika yang bertanggung jawab atas kekuatan yang beroperasi di entitas tubuh yang tidak bergerak dalam kondisi kesetimbangan.

Fondasinya didirikan lebih dari 2.200 tahun yang lalu oleh ahli matematika Yunani kuno, Archimedes dan lainnya, sambil mempelajari karakteristik amplifikasi dari kekuatan mesin sederhana seperti tuas dan poros.

Metode dan hasil ilmu statika telah terbukti sangat berguna dalam desain bangunan, jembatan dan bendungan, serta derek dan perangkat mekanis sejenis lainnya..

Untuk menghitung dimensi struktur dan mesin seperti itu, arsitek dan insinyur harus terlebih dahulu menentukan kekuatan yang mengintervensi bagian-bagian yang saling berhubungan..

  • Kondisi statis

  1. Statis menyediakan prosedur analitik dan grafis yang diperlukan untuk mengidentifikasi dan menggambarkan kekuatan yang tidak diketahui ini.
  2. Statis mengasumsikan bahwa benda yang ditanganinya benar-benar kaku.
  3. Dia juga menyatakan bahwa penambahan semua kekuatan yang beroperasi dalam suatu entitas saat istirahat harus nol dan bahwa tidak boleh ada kecenderungan kekuatan untuk memutar tubuh di sekitar sumbu apa pun..

Ketiga kondisi ini tidak tergantung satu sama lain dan ekspresi mereka dalam bentuk matematika termasuk persamaan kesetimbangan. Ada tiga persamaan, jadi hanya tiga gaya yang tidak diketahui yang dapat dihitung.

Jika ada lebih dari tiga kekuatan yang tidak diketahui, itu berarti bahwa ada lebih banyak komponen dalam struktur atau mesin yang diperlukan untuk mendukung beban yang diterapkan atau bahwa ada lebih banyak batasan daripada yang diperlukan untuk mencegah benda bergerak..

Komponen atau batasan yang tidak perlu seperti itu disebut redundan (misalnya, meja dengan empat kaki memiliki kaki redundan) dan dikatakan bahwa metode gaya tidak dapat ditentukan secara statis.

Dinamika atau kinetika

Dinamika adalah cabang ilmu fisika dan pembagian mekanika yang mendominasi studi tentang pergerakan benda-benda material dalam kaitannya dengan faktor-faktor fisik yang memengaruhi mereka: gaya, massa, momentum, energi.

Kinetika adalah cabang mekanika klasik yang merujuk pada efek gaya dan pasangan pada pergerakan benda yang memiliki massa.

Penulis yang menggunakan istilah "kinetika" menerapkan dinamika pada mekanisme klasik benda yang bergerak. Ini kontras dengan statis, yang mengacu pada benda saat istirahat, dalam kondisi kesetimbangan.

Mereka termasuk, dalam dinamika atau kinetika, deskripsi gerakan dalam hal posisi, kecepatan dan percepatan, terlepas dari pengaruh gaya, pasangan dan massa..

Penulis yang tidak menggunakan istilah kinetika membagi mekanika klasik menjadi kinematika dan dinamika, termasuk statika sebagai kasus khusus dinamika di mana penambahan gaya dan jumlah pasangan sama dengan nol.

Anda mungkin tertarik pada 10 Contoh Energi Kinetik dalam Kehidupan Sehari-hari.

Kinematika

Kinematika adalah cabang fisika dan pembagian mekanika klasik yang berkaitan dengan pergerakan geometris yang mungkin dari suatu tubuh atau sistem tubuh tanpa mempertimbangkan kekuatan yang terlibat, yaitu penyebab dan efek gerakan..

Kinematika bertujuan untuk memberikan deskripsi posisi spasial benda atau sistem partikel material, kecepatan perpindahan partikel (kecepatan) dan kecepatan perubahan kecepatannya (akselerasi).

Ketika kekuatan sebab akibat tidak diperhitungkan, deskripsi gerakan hanya mungkin untuk partikel yang memiliki gerakan terbatas, artinya, yang bergerak dalam lintasan tertentu. Dalam gerakan tanpa batasan, atau bebas, pasukan menentukan jalan.

Untuk partikel yang bergerak di jalur lurus, daftar posisi dan waktu yang sesuai akan membentuk skema yang memadai untuk menggambarkan pergerakan partikel..

Deskripsi kontinu akan membutuhkan rumus matematika yang akan mengungkapkan posisi dalam hal waktu.

Ketika sebuah partikel bergerak di jalur melengkung, deskripsi posisinya menjadi lebih rumit dan membutuhkan dua atau tiga dimensi.

Dalam kasus seperti itu, deskripsi kontinu dalam bentuk grafik tunggal atau rumus matematika tidak layak.

  • Contoh kinematika

Posisi suatu partikel yang bergerak pada sebuah lingkaran, misalnya, dapat digambarkan dengan jari-jari lingkaran yang berputar, seperti sinar roda dengan ujung tetap di tengah lingkaran dan ujung lainnya menempel pada partikel..

Jari-jari rotasi dikenal sebagai vektor posisi untuk partikel dan, jika sudut antara itu dan jari-jari tetap dikenal sebagai fungsi waktu, besarnya kecepatan dan percepatan partikel dapat dihitung..

Namun, kecepatan dan akselerasi memiliki arah dan besaran. Kecepatan selalu bersinggungan dengan lintasan, sedangkan akselerasi memiliki dua komponen, satu bersinggungan dengan lintasan dan yang lainnya tegak lurus dengan garis singgung.

Referensi

  1. Bir, F.P. & Johnston Jr, E.R. (1992). Statika dan Mekanika Bahan. McGraw-Hill, Inc.
  2. Dugas, Rene. Sejarah Mekanika Klasik. New York, NY: Dover Publications Inc, 1988, hal 19.
  3. David L. Goodstein. (2015). Mekanika 04 Agustus 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Situs web: britannica.com.
  4. Redaksi Encyclopædia Britannica. (2013). Kinematika. 04 Agustus 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Situs web: britannica.com.
  5. Redaksi Encyclopædia Britannica. (2016). Kinetika. 04 Agustus 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Situs web: britannica.com.
  6. Redaksi Encyclopædia Britannica. (2014). Statika. 04 Agustus 2017, dari Encyclopædia Britannica, inc. Situs web: britannica.com.
  7. Rana, N.C., dan Joag, P.S. Mekanika Klasik West Petal Nagar, New Delhi. Tata McGraw-Hill, 1991, hal 6.