مکانیک
مِکانیک (mechanics)
شاخه‌ای از فیزیک، برای بررسی حرکت اجسام و نیرو[۱]های پدیدآورندۀ حرکت. همچنین، نیروهای وارد بر جسم‌های در حال تعادل[۲] را بررسی میکند. معمولاً به دو زیرشاخۀ ایستایی‌شناسی (استاتیک)[۳] و پویایی‌شناسی (دینامیک)[۴] تقسیم می‌شود. مکانیک کوانتومی[۵] بر پایۀ نظریۀ کوانتومی[۶] استوار است. این نظریه در تفسير پدیده‌های فیزیکی در مقیاس اتمی، جانشین مکانیک نیوتونی شده است. مکانیک علاوه‌بر بررسی تأثیر مستقیم نیروهای وارد بر اجسام، ماهیت و اثرگذاری نیروها از طریق ماشین‌آلات را نیز بررسی میکند. در آغاز، علم ساخت و ساز ماشین بوده است و ماشین در مکانیک هر وسیله‌ای است که در آن با اِعمال نیرو به یک نقطه بتوان وزنه‌ای را از جا بلند کرد یا بر نیروی مقاومتی که بر نقطۀ دیگر اثر میکند، غلبه کرد. همۀ ماشین‌ها را می‌توان به سه دسته ماشین ساده تقسیم کرد: اهرم[۷]، سطح شیب‌دار[۸]، و چرخ‌و‌محور[۹].
تاریخچه. مکانیک مهم‌ترین موضوع در مهندسی سازه[۱۰] و اساساً علمی تجربی است. قوانین آن مبتنی بر استنباط و قیاس شهودی از مشاهدات آزمایشی است. ارشمیدس[۱۱]، ریاضی‌دان یونانی، براساس تحقیقاتی که در زمینۀ قوانین اهرم‌ها و خواص گرانیگاه[۱۲] به عمل آورده بود، علم مکانیک را بنیان گذاشت. بعد از ارشمیدس، تا زمان استوینوس[۱۳] (۱۵۴۵ـ۱۶۲۰) که قانون سطح شیب‌دار را بررسی کرد، پیشرفت چندانی در این زمینه حاصل نشد. بنا به آموزۀ ارسطو، سرعت سقوط هر جسم مستقیماً متناسب با وزن جسم است، اما در قرن ۱۶، گالیله[۱۴] نادرستی این نظر را به اثبات رساند. گالیله با بررسی مجدد قوانین پیشین مکانیک راه‌حل مسئلۀ اجسام در حال سقوط و پاسخ آن را یافت. آیزاک نیوتون[۱۵] پس از گالیله در این زمینه به تحقیق پرداخت و اکنون قوانین سه‌گانۀ نیوتون قوانین بنیادی مکانیک نانسبیتی[۱۶]اند. نظریۀ نیوتون در زمینۀ گرانش[۱۷] عمومی به او امکان داد که حرکت سیاره‌ها و قمرهای منظومۀ خورشیدی را، افزون بر حرکت اجسام در سطح زمین، توضیح دهد. ریاضی‌دانان فرانسوی، ژوزف لاگرانژ[۱۸] و پیِر لاپلاس[۱۹]، در قرن ۱۸ توانستند این موضوع را بیشتر بسط دهند. آلبرت اینشتین با تدوین نظریۀ نسبیت[۲۰] در بنیان‌های مکانیک کلاسیک تجدید نظر کرد. هنگامی‌که سرعت اجسام مورد بررسی در مسائل مکانیک در مقایسه با سرعت نور کوچک باشد، قوانین مکانیک نانسبیتی یا مکانیک نیوتونی[۲۱] همچنان کارآمدند، اما در سرعت‌های بیشتر، با پیش‌بینی‌های بسیار متفاوت نظریۀ نسبیت روبه‌رو می‌شویم که بسیاری از آن‌ها را آزمایش‌ها تأیید کرده‌اند.
- ↑ force
- ↑ equilibrium
- ↑ statics
- ↑ dynamics
- ↑ quantum mechanics
- ↑ quantum theory
- ↑ lever
- ↑ inclined plane
- ↑ wheel and axle
- ↑ structural engineering
- ↑ Archimedes
- ↑ center of gravity
- ↑ Stevinus
- ↑ Galileo
- ↑ Isaac Newton
- ↑ nonrelativistic mechanics
- ↑ gravitation
- ↑ Joseph Lagrange
- ↑ Pierre Laplace
- ↑ theory of relativity
- ↑ Newtonian or nonrelativistic mechanics