力学の中で最も開発され、よく知られているのは、静力学、力学または運動学、および運動学です。一緒に彼らは、力や地滑りに押された瞬間の身体の実体の行動に関連する科学の領域を構成しています。
同様に、力学はそれらの環境における身体の実体の影響を研究します。科学分野は古代ギリシャに起源を持ち、アリストテレスとアルキメデスの著作があります。
近世初期、アイザックニュートンやガリレオガリレイなどの有名な科学者が、現在は古典力学と呼ばれるものを確立しました。
それは、明らかに光速よりも遅い速度で、不動の原子やゆっくりと沈殿する原子を扱う古典物理学の分野です。
歴史的には、古典力学が最初に登場しましたが、量子力学は比較的最近の発明です。
古典力学はアイザックニュートンの運動法則に端を発し、量子力学は20世紀初頭に発見されました。
力学の重要性は、それが古典的であれ量子であれ、物理的性質について存在する最も確実な知識を構成し、特に数学、物理学、化学、生物学などの他のいわゆる正確な科学のモデルと見なされてきたという事実にあります。
力学の主な枝
力学は、現代の世界で無数の用途があります。彼女の多様な研究分野により、彼女は他の分野の根底にあるさまざまなテーマの理解を包含するように多様化するようになりました。ここに力学の主な枝があります。
静的
静力学は、物理学では、平衡状態で不動の身体エンティティで動作する力を扱う力学のブランチです。
その基礎は、レバーやシャフトなどの単純な機械の力増幅特性を研究しながら、古代ギリシャの数学者アルキメデスなどによって2,200年以上前に設立されました。
静力学の方法と結果は、建物、橋、ダム、クレーンなどの機械装置の設計に特に有用であることが証明されています。
このような構造と機械の寸法を計算するために、建築家とエンジニアは、相互接続された部品に含まれる力を最初に決定する必要があります。
- 静力学は、これらの未知の力を特定して説明するために必要な分析的でグラフィカルな手順を提供します。
- 静力学は、それが扱うボディが完全に剛体であることを前提としています。
- 彼はまた、静止しているエンティティに作用するすべての力の加算はゼロでなければならず、力が任意の軸を中心に体を回転させる傾向があってはならないことを維持しています。
これらの3つの条件は互いに独立しており、それらの数式での表現には平衡方程式が含まれます。3つの方程式があるため、未知の力は3つしか計算できません。
未知の力が4つ以上ある場合、それは、加えられた荷重をサポートするために必要な構造または機械のコンポーネントが多いこと、またはボディの移動を防ぐために必要な制限よりも多くの制限があることを意味します。
このような不要なコンポーネントまたは制約は冗長と呼ばれ（たとえば、4つの脚を持つテーブルには1つの冗長な脚がある）、力の方法は静的に不確定であると言われています。
動的または動的
ダイナミクスは、物理学の一部であり、力学に細分化されたものであり、物体に影響を与える物理的要因（力、質量、運動量、エネルギー）に関連した物体の動きの研究を支配します。
運動学は、質量を持つ体の動きに対する力と偶力の影響を指す古典力学の分岐です。
「運動学」という用語を使用する著者は、力学を古典的な運動体力学に適用します。これは、平衡状態で静止している物体を指す静的とは対照的です。
ダイナミクスまたはキネティクスには、力、トルク、および質量の影響は別として、位置、速度、および加速度に関するモーションの記述が含まれます。
動力学という用語を使用しない作者は、古典力学を動力学と動力学に分けます。動力学の追加とペアの合計がゼロに等しい動力学の特殊なケースとして静力学を含みます。
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キネマティクス
キネマティクスは、関与する力、つまり運動の原因と影響を考慮せずに、身体または身体のシステムの幾何学的に可能な運動に関連する物理学と古典力学の分類です。
キネマティクスは、物体粒子または物体粒子のシステムの空間的位置、粒子が移動する速度（速度）、およびそれらの速度が変化する速度（加速）の説明を提供することを目的としています。
因果力が考慮されていない場合、モーションの説明は、モーションが制限されている、つまり特定の軌道で移動するパーティクルに対してのみ可能です。無制限または自由運動では、力が経路の形状を決定します。
直線の経路に沿って移動する粒子の場合、対応する位置と時間のリストは、粒子の動きを表すのに適したスキームになります。
継続的な説明には、時間で位置を表す数式が必要です。
粒子が湾曲した経路上を移動する場合、その位置の記述はより複雑になり、2次元または3次元が必要になります。
そのような場合、単一のグラフまたは数式の形式での連続的な記述は実行できません。
たとえば、円上を移動するパーティクルの位置は、一端が円の中心に固定され、他端が粒子に接続されているホイールのスポークのように、円の回転半径で表すことができます。
回転の半径は粒子の位置ベクトルと呼ばれ、それと固定半径の間の角度が時間の関数として知られている場合、粒子の速度と加速度の大きさを計算できます。
ただし、速度と加速度には方向と大きさがあります。速度は常にパスに正接しますが、加速度には2つのコンポーネントがあります。1つはパスに正接し、もう1つは接線に垂直です。
参考文献
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