میکانکس طبیعیات کی وہ شاخ ہے جو جسمانی اجسام کے رویے سے متعلق ہے جب قوتوں یا نقل مکانی کا نشانہ بنتے ہیں، اور ان کے ماحول پر جسموں کے اثرات۔ اس فیلڈ کو دو اہم شعبوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: statics ، باقی جسموں کا مطالعہ، اور حرکیات ، حرکت میں موجود جسموں کا مطالعہ۔
سٹیٹکس کا تعلق جامد توازن میں جسمانی نظاموں پر بوجھ (قوت، ٹارک/لمحے) کے تجزیہ سے ہے، یعنی ایسی حالت میں جہاں ذیلی نظاموں کی رشتہ دار پوزیشنیں وقت کے ساتھ مختلف نہیں ہوتی ہیں، یا جہاں اجزاء اور ڈھانچے ایک مستقل رفتار پر ہوتے ہیں۔ . statics میں ایک اہم تصور توازن کا خیال ہے، جہاں قوتوں کا مجموعہ، اور کسی بھی نقطہ کے بارے میں لمحات کا مجموعہ، صفر ہونا چاہیے۔
مثال کے طور پر، میز پر رکھی ہوئی کتاب کے ایک سادہ کیس پر غور کریں۔ کتاب کا وزن کشش ثقل کی وجہ سے نیچے کی طرف قوت کا استعمال کرتا ہے، اور میز کتاب کو برابر اور مخالف قوت کے ساتھ سہارا دیتا ہے جسے عام قوت کہا جاتا ہے۔ نیوٹن کے تیسرے قانون کے مطابق، یہ قوتیں شدت میں برابر اور سمت میں مخالف ہیں، اس بات کو یقینی بناتی ہیں کہ کتاب آرام سے رہے۔
حرکیات اشیاء کی قوتوں اور حرکت کا مطالعہ ہے۔ اسے مزید حرکیات میں تقسیم کیا گیا ہے، جو حرکت کی وضاحت پر اس کے اسباب کی پرواہ کیے بغیر توجہ مرکوز کرتا ہے، اور حرکیات، جو ان قوتوں کی جانچ کرتا ہے جو اشیاء کی حرکت کا سبب بنتی ہیں یا اس میں ترمیم کرتی ہیں۔
حرکیات کے کلیدی تصورات میں نیوٹن کے حرکت کے قوانین شامل ہیں، جن کا خلاصہ اس طرح کیا جا سکتا ہے:
حرکیات کا مظاہرہ کرنے والی ایک مثال سڑک پر تیز رفتار کار کی حرکت ہے۔ جب ڈرائیور ایکسلریٹر پیڈل کو دباتا ہے تو انجن ایک قوت پیدا کرتا ہے جو گاڑی کو آگے بڑھاتا ہے۔ نیوٹن کے دوسرے قانون کے مطابق، گاڑی کی سرعت کا تعین انجن سے پیدا ہونے والی قوت اور کار کی کمیت سے ہوتا ہے۔
توانائی میکانکس میں ایک کلیدی تصور ہے، کام کرنے کی صلاحیت سے متعلق۔ مکینیکل توانائی کی دو اہم اقسام ہیں: حرکی توانائی ، حرکت کی توانائی، اور ممکنہ توانائی ، کسی چیز میں اس کی پوزیشن یا ترتیب کی وجہ سے ذخیرہ شدہ توانائی۔
مکینیکل انرجی کے تحفظ کا اصول یہ بتاتا ہے کہ اگر صرف قدامت پسند قوتیں (جیسے کشش ثقل اور لچکدار قوتیں) کام کر رہی ہوں تو کسی نظام کی کل میکانکی توانائی مستقل رہتی ہے۔ اسے مساوات \(E_{total} = K + U\) کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے، جہاں \(E_{total}\) کل مکینیکل توانائی ہے، \(K\) حرکی توانائی ہے، اور \(U\) ممکنہ توانائی ہے۔
سادہ مشینیں وہ آلات ہیں جو کسی قوت کی سمت یا شدت کو تبدیل کر سکتے ہیں۔ وہ زیادہ پیچیدہ مشینوں کے بنیادی اجزاء ہیں۔ چھ کلاسک سادہ مشینیں لیور، وہیل اور ایکسل، گھرنی، مائل طیارہ، ویج اور سکرو ہیں۔
مثال کے طور پر، لیور ایک سادہ مشین ہے جسے کم محنت کے ساتھ بھاری وزن اٹھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیور کے پیچھے اصول مکینیکل فائدہ کا تصور ہے، جو لمحات کے قانون سے پیدا ہوتا ہے: محور سے اس کے فاصلے سے ضرب لگانے والی قوت کو محور سے اس کے فاصلے سے ضرب کی جانے والی لوڈ فورس کے برابر ہونا چاہیے۔ اسے \(F_1d_1 = F_2d_2\) کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے، جہاں \(F_1\) اور \(F_2\) قوتیں ہیں اور \(d_1\) اور \(d_2\) محور سے فاصلے ہیں۔
میکانکس طبیعیات کی ایک بنیادی شاخ ہے جو قوتوں اور حرکت کے مطالعہ کے ذریعے طبعی دنیا کی ایک جامع تفہیم فراہم کرتی ہے۔ جامد اور حرکیات دونوں اشیاء کے توازن اور حرکت کے بارے میں ضروری بصیرت پیش کرتے ہیں، جبکہ توانائی اور سادہ مشینوں کے تصورات حقیقی دنیا کے منظرناموں میں ان اصولوں کے عملی اطلاق کو واضح کرتے ہیں۔ میکانکس کا مطالعہ نہ صرف کائنات کے بارے میں ہماری سمجھ کو گہرا کرتا ہے بلکہ روزمرہ کے مسائل کے حل کے لیے انجینئرنگ کرنے کی ہماری صلاحیت کو بھی بڑھاتا ہے۔
