مکانیک چگونه علمی است؟
مکانیک چگونه علمی است؟
مکانیک را می توان به عنوان علمی تعریف کرد که شرایط سکون یا حرکت اجسام را تحت تاثیر نیروها پیش بینی و توصیف می کند که به سه بخش تقسیم می شود:
1- مکانیک اجسام صلب (جامد)
2- مکانیک شاره ها (سیالات)
3- مکانیک اجسام تغییر شکل پذیر
مکانیک اجسام صلب به دو قسمت استاتیک و دینامیک تقسیم می شود که استاتیک به بحث درباره اجسام ساکن و دینامیک به اجسام متحرک می پردازد.
در بعضی از مواقع اجسام را صلب در نظر می گیرند اما واقعیت این است که سازه ها به طور کامل صلب نیستند و بر اثر بارهای وارده تغییر شکل می دهند که به علت کوچک بودن، این تغییر شکل ها را در نظر نمی گیرند اما در مبحث مکانیک شکست این تغییر شکل ها با اهمیت می شوند.
بخش مکانیک شاره ها به دو مبحث شاره های تراکم پذیر و شاره های تراکم ناپذیر تقسیم می شود عده ای مکانیک را مربوط به ریاضیات می دانند و گروهی آن را به عنوان یک موضوع فیزیکی و مهندسی بیان می کنند.
مکانیک را به علت دقت و تاکیدی که بر استدلال استقرایی دارد به ریاضیات شبیه است اما یک علم محض نیست و علمی کاربردی است که هدف آن تبیین و پیش بینی پدیده های فیزیکی است.
مطالعه مکانیک در زمان ارسطو و ارشمیدس شروع شد و زمان زیادی طول کشید تا نیوتن اصول بنیادی مکانیک را فرمولبندی کرد.
در سال های بعد دالامبر، لاگرانژ و هامیلتون این اصول را به صورت اصلاح شده ای بیان کردند تا زمانی که اینشتین «نظریه نسبیت» را فرمولبندی کرد.
مفاهیم بنیادی در مکانیک عبارت است از: فضا، زمان، جرم و نیرو. این مفاهیم قابل تعریف نیستند بلکه آن ها را باید بر اساس شهود و تجربه پذیرفت.
فضا به مکان نقطه مربوط می شود که مکان را با سه طول می توان مشخص کرد نقطه مرجع، یا مبدا، در سه راستای معین اندازه گیری می شوند.
برای بیان یک رویداد، ذکر مکان وقوع کافی نیست و باید زمان وقوع آن نیز مشخص شود، جرم برای مقایسه اجسام بر مبنای آزمایش های بنیادی مکانیک استفاده می شود و نیرو نشان دهنده تاثیری است که یک جسم بر روی جسم دیگر می گذارد.
در مکانیک نیوتنی، فضا، زمان و جرم سه مفهوم مطلق و مستقل از هم هستند ولی در مکانیک نسبیتی به این صورت نیست به طوری که زمان یک رویداد بستگی به مکان آن دارد و جرم جسم هم با سرعت آن تغییر می کند. نیرو هم مستقل از سه مفهوم دیگر نیست از اصول اساسی مکانیک نیوتنی این است که برایند نیروهای وارد بر یک جسم بستگی به جرم جسم و نحوه تغییر سرعت آن با زمان دارد.
مطالعه مکانیک مقدماتی وابسته به شش اصل بنیادی است که همه مبنای تجربی دارند که عبارتند از:
- قانون متوازی الاضلاع برای جمع بستن نیروها
- اصل قابلیت انتقال
- سه قانون بنیادی نیوتون (قانون اول، دوم و سوم نیوتون)
- قانون گرانش نیوتون
در انتها یادآوری می کنیم که مهندسی مکانیک درمقطع کارشناسی در دانشگاه ها به سه شاخه زیر تقسیم می شود:
1- جامدات 2- سیالات 3- ساخت و تولید
در جامدات دروسی مثل طراحی اجزاء ماشین و مقاومت مصالح، در سیالات دروس ترمودینامیک و سیالات و در ساخت و تولید دروس کارگاهی از جمله جوشکاری، تراشکاری و . . . اهمیت بالاتری دارند.
در مقطع کارشناسی ارشد مجموعه مهندسی مکانیک به شاخه های زیر تقسیم می شود:
1- طراحی کاربردی 2- تبدیل انرژی 3- طراحی بدنه و شاسی خودرو 4- سیستم تعلیق 5- نیرو محرکه 6- ساخت و تولید 7- مهندسی پزشکی
alhabib