Механиката е гранка на физиката која се занимава со однесувањето на физичките тела кога се подложени на сили или поместувања, и последователниот ефект на телата врз нивната околина. Ова поле може да се подели на две главни области: статика , проучување на тела во мирување и динамика , проучување на тела во движење.
Статиката се занимава со анализа на оптоварувањата (сила, вртежен момент/момент) на физичките системи во статичка рамнотежа, односно во состојба каде што релативните позиции на потсистемите не се менуваат со текот на времето или каде што компонентите и структурите се со постојана брзина. . Важен концепт во статиката е идејата за рамнотежа, каде што збирот на силите и збирот на моментите за која било точка мора да биде нула.
На пример, разгледајте едноставен случај на книга која лежи на маса. Тежината на книгата врши надолна сила поради гравитацијата, а масата ја поддржува книгата со еднаква и спротивна сила позната како нормална сила. Според третиот закон на Њутн, овие сили се еднакви по големина и спротивни во насока, што обезбедува книгата да остане во мирување.
Динамиката е проучување на силите и движењето на предметите. Понатаму е поделена на кинематика, која се фокусира на описот на движењето без оглед на неговите причини, и кинетика, која ги испитува силите кои предизвикуваат или менуваат движењето на предметите.
Клучните концепти во динамиката ги вклучуваат Њутновите закони за движење, кои можат да се сумираат на следниов начин:
Пример за демонстрација на динамика е движењето на автомобилот што забрзува на пат. Кога возачот ќе го притисне педалот за гас, моторот генерира сила што го турка автомобилот напред. Според вториот закон на Њутн, забрзувањето на автомобилот се одредува според силата што ја создава моторот и масата на автомобилот.
Енергијата е клучен концепт во механиката, кој се однесува на капацитетот за извршување на работата. Постојат два главни типа на механичка енергија: кинетичка енергија , енергија на движење и потенцијална енергија , енергија складирана во објект поради неговата положба или распоред.
Принципот на зачувување на механичката енергија вели дека ако само конзервативните сили (како што се гравитационите и еластичните сили) работат, вкупната механичка енергија на системот останува константна. Ова може да се претстави како равенка \(E_{total} = K + U\) , каде што \(E_{total}\) е вкупната механичка енергија, \(K\) е кинетичка енергија и \(U\) е потенцијалната енергија.
Едноставните машини се уреди кои можат да ја променат насоката или големината на силата. Тие се основните компоненти на посложените машини. Шесте класични едноставни машини се рачката, тркалото и оската, макарата, наклонетата рамнина, клинот и завртката.
На пример, лост е едноставна машина што може да се користи за кревање тешки тежини со помал напор. Принципот зад рачката е концептот на механичка предност, која произлегува од законот на моментите: силата што се применува помножена со нејзиното растојание од стожерот мора да биде еднаква на силата на оптоварување помножена со нејзиното растојание од стожерот. Ова може да се изрази како \(F_1d_1 = F_2d_2\) , каде што \(F_1\) и \(F_2\) се силите и \(d_1\) и \(d_2\) се растојанијата од стожерот.
Механиката е основна гранка на физиката која обезбедува сеопфатно разбирање на физичкиот свет преку проучување на силите и движењето. И статиката и динамиката нудат суштински сознанија за рамнотежата и движењето на предметите, додека концептите за енергија и едноставните машини ја илустрираат практичната примена на овие принципи во сценарија од реалниот свет. Проучувањето на механиката не само што го продлабочува нашето разбирање за универзумот, туку и ја подобрува нашата способност да инженеруваме решенија за секојдневните проблеми.
