Klassinen mekaniikka
Wikipedia
Klassinen mekaniikka on fysiikan tutkimusalue, joka kuvaa makroskooppisten kappaleiden liikettä ja siihen liittyviä ilmiöitä. Klassisen mekaniikan lakeja voidaan soveltaa niin aseesta ammuttuihin luoteihin kuin taivaankappaleisiin. Klassinen mekaniikka tuottaa tavallisesti todellisuutta tarkasti vastaavan lopputuloksen, mutta sen lakeja ei voida enää käyttää kun kappaleiden liike on lähellä valonnopeutta tai kappale on mikroskooppisen pieni, kuten esimerkiksi atomi. Newtonin mekaniikkaa pidetään usein synonyymina klassiselle mekaniikalle, todellisuudessa se on klassisen mekaniikan alahaara. Muita alahaaroja ovat Lagrangen mekaniikka ja Hamiltonin mekaniikka.
Kun nopeudet ovat tarpeeksi suuria, tavallisesti suurempia kuin kymmenesosa valonnopeudesta, suppea suhteellisuusteoria kuvaa tilannetta tarkemmin. Vastaavasti atomin kokoluokan tilanteissa kvanttimekaniikka tuottaa tarkempia tuloksia. Yleinen suhteellisuusteoria taas kuvaa painovoimaa tarkemmin kuin klassinen mekaniikka.
[muokkaa] Osa-alueet
- kinematiikka (oppi liikeilmiöistä)
- dynamiikka (liikeilmiöt sekä voimavaikutukset) sekä
- statiikka (kappaleiden tasapainoehdot).
Kinematiikan peruslakeja ovat matkan, nopeuden, vauhdin sekä kiihtyvyyden määrittelyt. Dynamiikan peruslakeja ovat voiman ja sen aiheuttaman kiihtyvyyden keskinäinen riippuvuus, jatkavuuden laki, sekä voiman ja vastavoiman laki. Statiikan peruslähtökohtana on, että kappaleeseen vaikuttavien voimien summan on oltava 0, jotta kappale olisi tasapainossa.
Nesteiden mekaniikkaa sanotaan hydromekaniikaksi (hydrostatiikka ja hydrodynamiikka), kaasujen aero-mekaniikaksi (aerostatiikka ja aerodynamiikka).
Matemaattisen lähestymistavan mukaan mekaniikka voidaan jakaa kolmeen tapaukseen:
- Newtonin mekaniikka – Koulusta tuttu lähestymistapa. Perustuu Newtonin lakeihin ja niiden pohjalta kirjoitettuihin liikeyhtälöihin.
- Lagrangen mekaniikka – Perustuu variaatioperiaatteeseen. Newtonin mekaniikkaa edistyneempi lähestymistapa.
- Hamiltonin mekaniikka – Hyvin tehokas ja yleinen lähestymistapa pidemmälle menevässä tutkimuksessa. Erityisen keskeisessä roolissa kvanttimekaniikassa.
[muokkaa] Kirjallisuutta
- Karttunen, Hannu: Fysiikka. Tiedettä kaikille. Ursan julkaisuja 89. Helsingissä: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2006. ISBN 952-5329-32-1.
