تاریخچه ی:
مکانیک کلاسیک
تفاوت با نگارش: 4
| V{maketoc} | | V{maketoc} |
| __مکانیک کلاسیک (Classical Mechanics)__ | | __مکانیک کلاسیک (Classical Mechanics)__ |
| |
| | __فهرست مقالات مکانیک کلاسیک__ | | __فهرست مقالات مکانیک کلاسیک__
|
| |
|
|
| |
|
| | | |
| | __مباحث علمی__ | | | __مباحث علمی__ |
| | __مباحث کاربردی و تجربی__
| | | __مباحث کاربردی و تجربی__
|
| | | |
| | | |
| | ((مکانیک کلاسیک)) | | | ((مکانیک کلاسیک)) |
| | ((اندازه گیری طول با ریزسنج)) | | | ((اندازه گیری طول با ریزسنج)) |
| | | |
| | | |
| | ((سینماتیک حرکت)) | | | ((سینماتیک حرکت)) |
| | ((اندازه گیری طول با کولیس)) | | | ((اندازه گیری طول با کولیس)) |
| | | |
| | | |
| | ((دینامیک حرکت)) | | | ((دینامیک حرکت)) |
| | ((اندازه گیری زاویه)) | | | ((اندازه گیری زاویه)) |
| | | |
| | | |
| | ((مکانیک سیالات)) | | | ((مکانیک سیالات)) |
| | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک روی سطح شیبدار| اصطکاک روی سطح شیبدار)) | | | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک روی سطح شیبدار| اصطکاک روی سطح شیبدار)) |
| + | |
| + | |
| + | | ((میکانیک گالیله ای)) |
| + | | ((جک هیدرولیک)) |
| | | |
| | | |
| | ((ماده)) | | | ((ماده)) |
| | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک روی سطح افقی| اصطکاک روی سطح افقی)) | | | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک روی سطح افقی| اصطکاک روی سطح افقی)) |
| | | |
| | | |
| | ((فیزیک کلاسیک)) | | | ((فیزیک کلاسیک)) |
| | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک ریسمان و قرقره| اصطکاک ریسمان و قرقره)) | | | ((اندازه گیری ضریب اصطکاک ریسمان و قرقره| اصطکاک ریسمان و قرقره)) |
| | | |
| | | |
| | ((کوانتش در فیزیک کلاسیک)) | | | ((کوانتش در فیزیک کلاسیک)) |
| | ((اندازه گیری شتاب در ماشین آتوود)) | | | ((اندازه گیری شتاب در ماشین آتوود)) |
| | | |
| | | |
| | ((مکانیک سماوی)) | | | ((مکانیک سماوی)) |
| | ((اندازه گیری شتاب در سطح شیبدار)) | | | ((اندازه گیری شتاب در سطح شیبدار)) |
| | | |
| | | |
| | ((قاون بقای اندازه حرکت خطی)) | | | ((قاون بقای اندازه حرکت خطی)) |
| | ((اندازه گیری سرعت و شتاب واگن)) | | | ((اندازه گیری سرعت و شتاب واگن)) |
| | | |
| | | |
| | (( اصول دینامیک در حرکت دورانی|اصول دینامیک)) | | | (( اصول دینامیک در حرکت دورانی|اصول دینامیک)) |
| | ((اندازه گیری نیرو)) | | | ((اندازه گیری نیرو)) |
| | | |
| | | |
| | ((برهم نهی نیروها)) | | | ((برهم نهی نیروها)) |
| | ((اندازه گیری ممان اینرسی)) | | | ((اندازه گیری ممان اینرسی)) |
| | | |
| | | |
- | | ((قنون قی رخد کن)) |
+ | | ((ک ر ییک دکی)) |
| | ((تعیین شتاب جاذبه با آونگ ساده)) | | | ((تعیین شتاب جاذبه با آونگ ساده)) |
| | | |
| | | |
| | ((برسی قوانین حرکت)) | | | ((برسی قوانین حرکت)) |
| | ((تعیین شتاب جاذبه با آونگ مرکب)) | | | ((تعیین شتاب جاذبه با آونگ مرکب)) |
| | | |
| | | |
| | ((قضییه انرژی جنبشی)) | | | ((قضییه انرژی جنبشی)) |
| | ((تعیین دوره تناوب آونگ فیزیکی)) | | | ((تعیین دوره تناوب آونگ فیزیکی)) |
| | | |
| | | |
| | ((قانون اینرسی)) | | | ((قانون اینرسی)) |
| | ((نعیین ممان اینرسی با آونگ فیزیکی)) | | | ((نعیین ممان اینرسی با آونگ فیزیکی)) |
| | | |
| | | |
| | ((برسی چرخ و محور)) | | | ((برسی چرخ و محور)) |
| | ((سنجش سرعت زاویهای دورانی ژیروسکوپ| سرعت زاویهای دورانی ژیروسکوپ)) | | | ((سنجش سرعت زاویهای دورانی ژیروسکوپ| سرعت زاویهای دورانی ژیروسکوپ)) |
| | | |
| | | |
| | ((گشتاور نیرو)) | | | ((گشتاور نیرو)) |
| | ((سنجش ممان اینرسی وزنه در ژیروسکوپ| ممان اینرسی وزنه در ژیروسکوپ)) | | | ((سنجش ممان اینرسی وزنه در ژیروسکوپ| ممان اینرسی وزنه در ژیروسکوپ)) |
| | | |
| | | |
| | ((تعین نیروی مجهول)) | | | ((تعین نیروی مجهول)) |
| | ((اندازه گیری چگالی مایعات)) | | | ((اندازه گیری چگالی مایعات)) |
| | | |
| | | |
| | ((نیروی جانب مرکز)) | | | ((نیروی جانب مرکز)) |
| | ((اندازه گیری نیروی مرکزی)) | | | ((اندازه گیری نیروی مرکزی)) |
| | | |
| | | |
| | ((بررسی رابطه F=mrω2)) | | | ((بررسی رابطه F=mrω2)) |
| | ((بررسی قانون بقای اندازه حرکت خطی با تخت هوا|بررسی تکانه با تخت هوا)) | | | ((بررسی قانون بقای اندازه حرکت خطی با تخت هوا|بررسی تکانه با تخت هوا)) |
| | | |
| | | |
| | ((بررسی حرکت پرتابی و سنجش g)) | | | ((بررسی حرکت پرتابی و سنجش g)) |
| | ((بررسی حرکت سقوط آزاد)) | | | ((بررسی حرکت سقوط آزاد)) |
| | | |
| | | |
| | ((مکانیک تحلیلی)) | | | ((مکانیک تحلیلی)) |
| | ((قرقره)) | | | ((قرقره)) |
| | | |
| | | |
| | ((اهرم)) | | | ((اهرم)) |
- | | ((جک هیدرولیک)) |
+ | | |
| | | |
| | | |
| | ((نوسانگر هماهنگ ساده)) | | | ((نوسانگر هماهنگ ساده)) |
| | | | | |
| | | |
| | | |
- | | |
+ | | ((قانون بقای برخورد کشسان)) |
| | | | | |
| | | |
| | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | |
| | | | |
|
| ! نگاه اجمالی: | | ! نگاه اجمالی: |
| مکانیک کلاسیک یکی از قدیمیترین و آشناترین شاخههای فیزیک است. این شاخه با اجسام در حال سکون و حرکت ، و شرایط سکون و حرکت آنها تحت تاثیر نیروهای داخلی و خارجی ، سرو کار دارد. ((قوانین مکانیک کلاسیک|قوانین مکانیک)) به تمام گستره اجسام ، اعم از ((مقیاس میکروسکوپی|میکروسکوپی)) یا ((مقیاس ماکروسکوپی|ماکروسکوپی))، از قبیل الکترونها در اتمها و سیارات در ((فضا)) یا حتی به کهکشانها در بخشهای دور دست جهان اعمال میشود. | | مکانیک کلاسیک یکی از قدیمیترین و آشناترین شاخههای فیزیک است. این شاخه با اجسام در حال سکون و حرکت ، و شرایط سکون و حرکت آنها تحت تاثیر نیروهای داخلی و خارجی ، سرو کار دارد. ((قوانین مکانیک کلاسیک|قوانین مکانیک)) به تمام گستره اجسام ، اعم از ((مقیاس میکروسکوپی|میکروسکوپی)) یا ((مقیاس ماکروسکوپی|ماکروسکوپی))، از قبیل الکترونها در اتمها و سیارات در ((فضا)) یا حتی به کهکشانها در بخشهای دور دست جهان اعمال میشود. |
| ! ((سینماتیک حرکت)): | | ! ((سینماتیک حرکت)): |
| سینماتیک به توصیف هندسی محض حرکت ( یا مسیرهای) اجسام ، بدون توجه به نیروهایی که این حرکت را ایجاد کردهاند ، میپردازد. در این بررسی عاملین حرکت (نیروهای وارد بر جسم) مد نظر نیست و با مفاهیم مکان ، ((سرعت)) ، ((شتاب)) ، ((زمان)) و روابط بین آنها سروکار دارد. در این علم ابتدا اجسام را بصورت ذره نقطهای بررسی نموده و سپس با مطالعه حرکت جسم صلب حرکت واقعی اجسام دنبال میشود. | | سینماتیک به توصیف هندسی محض حرکت ( یا مسیرهای) اجسام ، بدون توجه به نیروهایی که این حرکت را ایجاد کردهاند ، میپردازد. در این بررسی عاملین حرکت (نیروهای وارد بر جسم) مد نظر نیست و با مفاهیم مکان ، ((سرعت)) ، ((شتاب)) ، ((زمان)) و روابط بین آنها سروکار دارد. در این علم ابتدا اجسام را بصورت ذره نقطهای بررسی نموده و سپس با مطالعه حرکت جسم صلب حرکت واقعی اجسام دنبال میشود. |
| ! حرکت اجسام به دو صورت مورد بررسی است: | | ! حرکت اجسام به دو صورت مورد بررسی است: |
| *__سینماتیک انتقالی:__ در این نوع حرکت پارامترهای سیستم به صورت خطی هستند و مختصات فضایی سیستمها فقط انتقال مییابد. از اینرو ((حرکت انتقالی)) مجموعه مورد بررسی قرار میگیرد. کمیت مورد بحث در سینماتیک انتقالی شامل ((جابهجایی)) ، ((سرعت خطی)) ، ((شتاب خطی)) ، ((اندازه حرکت خطی)) و...میباشد. | | *__سینماتیک انتقالی:__ در این نوع حرکت پارامترهای سیستم به صورت خطی هستند و مختصات فضایی سیستمها فقط انتقال مییابد. از اینرو ((حرکت انتقالی)) مجموعه مورد بررسی قرار میگیرد. کمیت مورد بحث در سینماتیک انتقالی شامل ((جابهجایی)) ، ((سرعت خطی)) ، ((شتاب خطی)) ، ((اندازه حرکت خطی)) و...میباشد. |
| *__سینماتیک دورانی:__ در این نوع حرکت برخلاف حرکت انتقالی پارامتر اصلی حرکت تغییر زاویه میباشد. به عبارتی از تغییر جهت حرکت ، ((سرعت)) و ((شتاب زاویهای)) حاصل میشود. و مختصات فضایی سیستم ها فقط دوران مییابند. جابهجایی زاویهای ، ((سرعت زاویهای)) ، ((شتاب زاویهای)) و ((اندازه حرکت زاویهای)) از جمله کمیات مورد بحث در این حرکت میباشند. | | *__سینماتیک دورانی:__ در این نوع حرکت برخلاف حرکت انتقالی پارامتر اصلی حرکت تغییر زاویه میباشد. به عبارتی از تغییر جهت حرکت ، ((سرعت)) و ((شتاب زاویهای)) حاصل میشود. و مختصات فضایی سیستم ها فقط دوران مییابند. جابهجایی زاویهای ، ((سرعت زاویهای)) ، ((شتاب زاویهای)) و ((اندازه حرکت زاویهای)) از جمله کمیات مورد بحث در این حرکت میباشند. |
| ! ((دینامیک حرکت)) : | | ! ((دینامیک حرکت)) : |
| دینامیک به نیروهایی که موجب تغییر حرکت یا خواص دیگر ، از قبیل شکل و اندازه اجسام میشوند میپردازد. این بخش ما را با مفاهیم نیرو و جرم و ((قوانین حرکت|قوانین حاکم بر حرکت)) اجسام هدایت میکند. یک مورد خاص در دینامیک ((ایستاتیک|ایستاشناسی)) است که با اجسامی که تحت تاثیر نیروهای خارجی در حال سکون هستند سروکار دارد. | | دینامیک به نیروهایی که موجب تغییر حرکت یا خواص دیگر ، از قبیل شکل و اندازه اجسام میشوند میپردازد. این بخش ما را با مفاهیم نیرو و جرم و ((قوانین حرکت|قوانین حاکم بر حرکت)) اجسام هدایت میکند. یک مورد خاص در دینامیک ((ایستاتیک|ایستاشناسی)) است که با اجسامی که تحت تاثیر نیروهای خارجی در حال سکون هستند سروکار دارد. |
| ! پایه گذاران مکانیک کلاسیک: | | ! پایه گذاران مکانیک کلاسیک: |
| *با این که شروع مکانیک از کمیت سرچشمه میگیرد ، در زمان ((ارسطو)) فرایند فکری مربوط به آن گسترش سریعی پیدا کرد. اما از قرن هفدهم به بعد بود که مکانیک توسط ((گالیله)) ، ((هویگنس)) و ((اسحاق نیوتن)) بدرستی پایهگذاری شد. آنها نشان دادند که اجسام طبق قواعدی حرکت میکنند ، و این قواعد به شکل ((قوانین حرکت)) بیان شدند. مکانیک کلاسیک یا نیوتنی عمدتا با مطالعه پیامدهای قوانین حرکت سروکار دارد. | | *با این که شروع مکانیک از کمیت سرچشمه میگیرد ، در زمان ((ارسطو)) فرایند فکری مربوط به آن گسترش سریعی پیدا کرد. اما از قرن هفدهم به بعد بود که مکانیک توسط ((گالیله)) ، ((هویگنس)) و ((اسحاق نیوتن)) بدرستی پایهگذاری شد. آنها نشان دادند که اجسام طبق قواعدی حرکت میکنند ، و این قواعد به شکل ((قوانین حرکت)) بیان شدند. مکانیک کلاسیک یا نیوتنی عمدتا با مطالعه پیامدهای قوانین حرکت سروکار دارد. |
| *قوانین سه گانه اسحاق نیوتن راه مستقیم و سادهای به موضوع مکانیک کلاسیک میگشاید.این قوانین عبارتند از:
| | *قوانین سه گانه اسحاق نیوتن راه مستقیم و سادهای به موضوع مکانیک کلاسیک میگشاید.این قوانین عبارتند از:
|
| **__((قوانین نیوتن|قانون اول نیوتن)):__ هر جسمی به حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود در روی یک خط مستقیم ادامه میدهد مگر اینکه یک نیروی خارجی خالص به آن داده شود و آن حالت را تغییر دهد.
| | **__((قوانین نیوتن|قانون اول نیوتن)):__ هر جسمی به حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود در روی یک خط مستقیم ادامه میدهد مگر اینکه یک نیروی خارجی خالص به آن داده شود و آن حالت را تغییر دهد.
|
| **__((قوانین نیوتن|قانون دوم نیوتن)):__ آهنگ تغییر تکانه خطی یک جسم با برآیند نیروهای وارد بر آن متناسب بوده و در جهت آن قرار دارد.
| | **__((قوانین نیوتن|قانون دوم نیوتن)):__ آهنگ تغییر تکانه خطی یک جسم با برآیند نیروهای وارد بر آن متناسب بوده و در جهت آن قرار دارد.
|
| **__((قوانین نیوتن|قانون سوم نیوتن)):__ این قانون که به قانون عمل و عکسالعمل معروف است ، اینگونه بیان میشود. هر عملی را عکس العملی است ، مساوی با آن و در خلاف جهت آن. | | **__((قوانین نیوتن|قانون سوم نیوتن)):__ این قانون که به قانون عمل و عکسالعمل معروف است ، اینگونه بیان میشود. هر عملی را عکس العملی است ، مساوی با آن و در خلاف جهت آن. |
| *((مکانیک لاگرانژی|فرمولبندی لاگرانژی مکانیک کلاسیک)): | | *((مکانیک لاگرانژی|فرمولبندی لاگرانژی مکانیک کلاسیک)): |
| در برسی حرکت اجسام به کمک قوانین نیوتون اجسام به صورت ذرهای در نظر گرفته میشود. بنابراین ، بررسی حرکات سیستم های چند ذرهای ، ((اجسام صلب)) ، دستگاههای با جرم متغیر ، حرکات جفت شده و ... به کمک قوانین اسحاق نیوتن به سختی صورت میگیرد. ((لاگرانژ)) و ((هامیلتون)) دو روش مستقلی را برای حل این مشکل پیشنهاد کردند. در این روشها برای هر سیستم یک لاگرانژین (هامیلتونین) تعریف کرده ، سپس به کمک معادلات اویلر-لاگرانژ (هامیلتون-ژاکوپی) حرکات محتمل سیستمها مورد بررسی قرار میگیرد. | | در برسی حرکت اجسام به کمک قوانین نیوتون اجسام به صورت ذرهای در نظر گرفته میشود. بنابراین ، بررسی حرکات سیستم های چند ذرهای ، ((اجسام صلب)) ، دستگاههای با جرم متغیر ، حرکات جفت شده و ... به کمک قوانین اسحاق نیوتن به سختی صورت میگیرد. ((لاگرانژ)) و ((هامیلتون)) دو روش مستقلی را برای حل این مشکل پیشنهاد کردند. در این روشها برای هر سیستم یک لاگرانژین (هامیلتونین) تعریف کرده ، سپس به کمک معادلات اویلر-لاگرانژ (هامیلتون-ژاکوپی) حرکات محتمل سیستمها مورد بررسی قرار میگیرد. |
| ! موارد شکست فرمولبندی اسحاق نیوتن : | | ! موارد شکست فرمولبندی اسحاق نیوتن : |
| *تا آغاز قرن حاضر . قوانین اسحاق نیوتن بر تمام وضعیتهای شناخته شده کاملا قابل اعمال بودند. مشکل هنگامی بروز کرد که این فرمولبندی به چند وضعیت معین زیر اعمال شدند: | | *تا آغاز قرن حاضر . قوانین اسحاق نیوتن بر تمام وضعیتهای شناخته شده کاملا قابل اعمال بودند. مشکل هنگامی بروز کرد که این فرمولبندی به چند وضعیت معین زیر اعمال شدند: |
| *__اجسام بسیار سریع:__ اجسامی که با سرعت نزدیک به ((سرعت نور)) حرکت میکنند. | | *__اجسام بسیار سریع:__ اجسامی که با سرعت نزدیک به ((سرعت نور)) حرکت میکنند. |
| *اجسام با ابعاد میکروسکوپی مانند الکترونها در اتمها. | | *اجسام با ابعاد میکروسکوپی مانند الکترونها در اتمها. |
| شکست مکانیک کلاسیک در این وضعیتها ، نتیجه نارسایی ((مفاهیم کلاسیکی فضا)) و زمان است. | | شکست مکانیک کلاسیک در این وضعیتها ، نتیجه نارسایی ((مفاهیم کلاسیکی فضا)) و زمان است. |
| ! مکمل مکانیک کلاسیک: | | ! مکمل مکانیک کلاسیک: |
| مشکلات موجود در سر راه مکانیک کلاسیک منجر به پیدایش دو نظریه زیر شد: | | مشکلات موجود در سر راه مکانیک کلاسیک منجر به پیدایش دو نظریه زیر شد: |
| *فرمولبندی نظریه ((نسبیت خاص)) برای اجسام متحرک با سرعت زیاد | | *فرمولبندی نظریه ((نسبیت خاص)) برای اجسام متحرک با سرعت زیاد |
| *فرمولبندی ((مکانیک کوانتومی)) برای اجسام با ابعاد میکروسکوپی | | *فرمولبندی ((مکانیک کوانتومی)) برای اجسام با ابعاد میکروسکوپی |