Den newtonske mekanik er en gren af fysikken . Siden Albert Einsteins arbejde kaldes det ofte klassisk mekanik .
Teori | Store godser | Begreber |
---|---|---|
Newtons mekanik | Kinematik - Newtons love - Analytisk mekanik - Flydende mekanik - Punktets mekanik - Solid mekanik - Galileo-transformationer - Kontinuummekanik | Dimension - Rum - Tid - Længde - Hastighed - Relativ hastighed - Masse - Kraft - Energi - Vinkelmoment - Moment - Bevaringslov - Harmonisk oscillator - Bølge - Arbejde - Effekt - Hastighedsvektor |
Inden mekanik havde været en videnskab i sig selv, havde det længe været en del af matematik .
Mange matematikere har gjort det en ofte afgørende bidrag, blandt dem store navne som, at Euler , Cauchy , Lagrange ... Indtil slutningen af det XVIII th århundrede , mekanik var naturligt ansøgning domæne matematik, det område, hvor man kunne forsøge at passe de eksperimentelle fakta ind i den strenge ramme for matematik. Omvendt har visse mekaniske problemer født eller rettet matematikernes interesse mod teorier som geometri eller differentialligninger .
Historisk set var statisk mekanik det første felt undersøgt af lærde. Fra antikken til middelalderen, grundlæggende begreber som "balance", den berømte " løftestang arm " af Archimedes eller endda den langt mere abstrakte begreb " kraft " blev undersøgt. Senere var interessen fokuseret på " dynamik ", det vil sige de fænomener, der styrer faststofs bevægelse, et felt, hvor Galileo , for kroppernes fald, og Newton i hans berømte Philosophiae Naturalis Principia Mathematica har ydet afgørende bidrag.
Men indtil slutningen af XVIII th århundrede , mekanisk adskilt i to grene: den mekaniske punkt på den ene side og de fluid mekanik i den anden. I tilfælde af punktmekanik antages de undersøgte objekter implicit at være udeformerbare, og bevægelsen af det komplette faste stof kan derefter beskrives ved bevægelsen af et af disse bemærkelsesværdige punkter: " tyngdepunktet ". Det var ikke før den aktuelle XIX th århundrede for at se de første teorier om fast deformerbare , som ville tillade at samle solide mekanik og fluid mekanik i en ramme, der af kontinuum mekanik .
Samtidig blev en anden formalisme født til at forklare bevægelsen af faste stoffer: Lagrange , i første omgang, så Hamilton udviklet et såkaldt analytisk tilgang , som tog som et aksiom ikke længere magtbalancen og acceleration , men eksistensen af 'et minimum energipotentiale, som al bevægelse af et fast adlyder. Vi kan vise, at denne tilgang er nøjagtigt ækvivalent med den newtonske tilgang; det tillader dog udviklingen af en radikalt anden formalisme. De vigtigste fysiske områder, der bruger "analytisk mekanik", er solid-state fysik og bevægelse af komplekse mekanismer såsom robotarme.
I begyndelsen af XX th århundrede , Einstein udviklede sin berømte relativitetsteori og fremhævet manglerne ved mekanisk som det blev beskrevet af Newton. Det viser sig imidlertid, at sidstnævnte udgør et specielt tilfælde af relativitetsteorien, når vi betragter relativt lave hastigheder. Vi definerede derefter Newtons mekanik eller klassisk mekanik som det fysikfelt, der beskriver kroppens bevægelser ved lave hastigheder sammenlignet med lysets (dvs. langt mindre end 300.000 km / s ca.). Selv om det i dette domæne er enklere, giver det resultater meget tæt på dem med særlig relativitet , som er velegnet til alle hastighedsdomæner.
Konceptuelt har mekanikere kendt tre omdrejninger:
I det XXI th århundrede , udviklingen i klassisk mekanik er blandt andre i kaos teori .
Newtons mekanik er klassisk opdelt i domæner i henhold til det synspunkt, der er vedtaget:
Man adskiller således kinematikken til det faste kinematiske punkt, ...
Disse to opdelingstyper kan opsummeres i følgende tabel:
Punktmekanik | Kontinuummekanik | ||
---|---|---|---|
Solid mekanik | Væskemekanik | ||
Filmisk | Punktets kinematik | Solid kinematik | Kinematisk væske (in) |
Dynamisk | Punkt dynamik | Solid dynamik | Væskedynamik |
Statisk | Punkt statik | Solid state-statik | Væskestatik (hydrostatisk) |