Mecànica: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m Corregint errors lingüístics |
m LanguageTool: typo fix |
||
Línia 4:
La '''mecànica''' (del [[Grec (llengua)|grec]] Μηχανική ''mekanicos'') és la part de la [[física]] que estudia el moviment dels cossos físics i les causes d'aquests moviments, tals com les [[força|forces]] o les [[energia|energies]]. La mecànica pot ser dividida en la [[mecànica clàssica]], la [[Teoria de la relativitat|Mecànica relativista]], la [[mecànica quàntica]] i la [[Teoria quàntica de camps|mecànica quàntica relativista]]. Aquesta divisió depèn de la [[dimensió]] i la [[velocitat]] dels objectes físics que s'estudien. Aquesta disciplina té els seus inicis a l'[[antiga Grècia]] però és a l'[[edat moderna]], amb científics com [[Galileo Galilei|Galileo]], [[Johannes Kepler|Kepler]] i especialment [[Isaac Newton|Newton]], quan s'inicia el que avui coneixem com a [[mecànica clàssica]].
Com s'ha dit la mecànica és una [[ciència]] que pertany a la [[física]], ja que estudia fenòmens físics, per això té una estreta relació amb el rigor de les [[Matemàtica|matemàtiques]] i el seu [[raonament deductiu]]. Tanmateix, la mecànica també està relacionada amb l'[[enginyeria]] d'
== Història ==
Alguns [[Filosofia antiga|filòsofs]] [[Antiga Grècia|grecs]] de l'[[Edat antiga|antiguitat]], en particular [[Aristòtil]],<ref>"''[http://books.google.cat/books?id=vPT-JubW-7QC&pg=PA19&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false A history of mechanics]''". René Dugas (1988). p.19. ISBN 0486656322</ref> ja van
Per una altra banda, alguns conceptes relacionats amb les [[Lleis de Newton|lleis de Newton del moviment]] van ser enunciats per alguns físics musulmans durant l'[[edat mitjana]]. Una versió inicial de la llei de la [[inèrcia]], coneguda com la primera llei de Newton, i el concepte de [[quantitat de moviment]], una part de la segona llei de Newton, van ser descrits per [[Alhazen]] ([[965]]–[[1040]])<ref>Abdus Salam (1984), "Islam and Science". C. H. Lai (1987), ''Ideals and Realities: Selected Essays of Abdus Salam'', 2a ed., World Scientific, Singapur, pàg. 179-213.</ref><ref>Seyyed Hossein Nasr, "The achievements of Ibn Sina in the field of science and his contributions to its philosophy", ''Islam & Science'', Desembre 2003.</ref> i [[Avicenna]] ([[980]] – [[1037]]).<ref name=Espinoza>Fernando Espinoza (2005). "An analysis of the historical development of ideas about motion and its implications for teaching", ''Physics Education'' '''40''' (2), pàg. 141.</ref><ref>Seyyed Hossein Nasr, "Islamic Conception Of Intellectual Life", Philip P. Wiener (ed.), ''Dictionary of the History of Ideas'', Vol. 2, pàg. 65, Charles Scribner's Sons, Nova York, 1973-1974.</ref> La proporcionalitat entre [[força]] i [[acceleració]], un principi important en mecànica clàssica, va ser postulat per primera vegada per [[Abu-l-Barakat]] ([[1077]]-[[1165]]),<ref>{{cite encyclopedia
Línia 22:
<br />( Abel B. Franco (October 2003). "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory", ''Journal of the History of Ideas'' '''64''' (4), pàg. 521-546 [528]</ref> i teories sobre la gravetat van ser desenvolupades per [[Banu Mussa]],<ref>Robert Briffault (1938). ''The Making of Humanity'', pàg. 191.</ref> Alhazen,<ref>Nader El-Bizri (2006), "Ibn al-Haytham or Alhazen", Josef W. Meri (2006), ''Medieval Islamic Civilization: An Encyclopaedia'', Vol. II, p. 343-345, [[Routledge]], New York, London.</ref> i al-Khaziní.<ref>Mariam Rozhanskaya i I. S. Levinova (1996), "Statics", Roshdi Rashed, ed., ''Encyclopaedia of the History of Arabic Science'', Vol. 2, pàg. 622. Londres i Nova York: Routledge.</ref> És sabut que el tractat sobre l'[[acceleració]] de [[Galileo Galilei]] i el seu concepte de la inèrcia (''impetus'')<ref>Galileo Galilei, ''Two New Sciences'', trad. Stillman Drake, (Madison: Univ. of Wisconsin Pr., 1974), pàg. 217, 225, 296-7.</ref> va sorgir a partir de l'anàlisi anterior del [[moviment]] que a l'edat mitjana havien fet Avicenna,<ref name=Espinoza/> [[Avempace]],<ref>Ernest A. Moody (1951). "Galileo and Avempace: The Dynamics of the Leaning Tower Experiment (I)", ''Journal of the History of Ideas'' '''12''' (2), pàg. 163-193.</ref> i [[Jean Buridan]] ([[1300]] – [[1358]]).
A Europa la primera explicació de les [[Causalitat|causes]] del moviment dels planetes va ser l'obra ''Astronomia nova'' que [[Johannes Kepler]] va publicar el [[1609]]. Aquest trencament amb el [[Filosofia antiga|pensament antic]] va coincidir amb la proposta de [[Galileo Galilei|Galileu]] d'unes lleis matemàtiques abstractes sobre el moviment dels planetes. Els seus experiments sobre la gravetat, publicats al 1590 a ''De Motu'' (En Moviment) i al c1600 ''Le Meccaniche'' (Mecànica), va permetre a Galileu la formulació de la seva teoria sobre l'acceleració, reflectida a la seva obra ''Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno à due nuove scienze'' (Discurs i demostració matemàtica, entorn
=== Newton postula la mecànica clàssica ===
Línia 49:
===Mecànica newtoniana===
{{AP|Mecànica newtoniana}}
La mecànica newtoniana, també anomenada mecànica vectorial, és la formulació més coneguda i la més senzilla de la mecànica clàssica. Basada en les [[Lleis de Newton]], en honor a les contribucions fonamentals a aquesta teoria per Isaac Newton, i que requereix
* [[Estàtica]], que estudia els cossos en repòs a través del seu equilibri de forces i moments.
* [[Cinemàtica]], que estudia el moviment dels cossos des d'un punt de vista purament geomètric, sense tenir-ne en compte les forces que actuen sobre ells.
Línia 58:
És usada per descriure de forma més matemàtica la mecànica clàssica, formulada inicialment per Isaac Newton. De fet és un formalisme de la mecànica clàssica que es basa en una anàlisi variacional de l'equilibri energètic entre l'[[energia cinètica]] i l'[[energia potencial]].
* [[Mecànica lagrangiana]]. La formulació lagrangiana identifica el camí actual seguit pel moviment com una selecció del camí sobre el qual la [[integral temporal]] de l'energia cinètica és menor, assumint l'energia total constant i sense imposar condicions en el temps de trànsit.
* [[Mecànica hamiltoniana]]. La formulació hamiltoniana és més general; permet que l'energia depengui del temps. Identifica el camí seguit que sigui el que tingui menys [[Principi de mínima acció|acció]] (la integral sobre el camí de la diferència entre les energies cinètica i potencial) amb els temps de sortida i arribada constants.<ref name=Lanczos>{{ref-llibre |títol=The variational principles of mechanics |autor=Cornelius Lanczos |pàgines=Introduction, pp. xxi–xxix |edició=4a edició |editorial=Dover Publications Inc. |lloc= New York |isbn=0-486-65067-7 |any=1970 |url=http://books.google.cat/books?id=ZWoYYr8wk2IC&pg=PR4&dq=isbn=0486650677&sig=NL35zjprkiKvcdCyu5qa9AWQBLY#PPR21,M1 |llengua=anglès}}</ref>
===Mecànica aplicada===
Línia 65:
* [[Mecànica dels medis continus]]. Tracta els cossos materials deformables extensos i que no poden ser tractats com sistemes amb un nombre finit de graus de llibertat. Aquesta disciplina compren:
** [[Mecànica dels sòlids]] que considera els fenòmens de l'[[elasticitat]], la [[resistència de materials]], la plasticitat, la degradació, la viscoelasticidad, etc. També engloba altres branques de la mecànica aplicada com la [[mecànica de la fractura]] o la [[mecànica dels sòls]].
** [[Mecànica dels fluids]] que comprèn un conjunt de teories parcials com la [[hidràulica]], la [[hidrostàtica]]
** [[Acústica]] i la [[mecànica ondulatòria]] clàssica
* [[Biomecànica]] és l'aplicació dels principis mecànics a sistemes biològics. Una de les millors definicions de la biomecànica prové de Herbert Hatze al 1974: "Biomechanics is the study of the structure and function of biological systems by means of the methods of mechanics". La biomecànica és propera a l'enginyeria, ja que usa sovint l'enginyeria per analitzar els sistemes biològics.
Línia 71:
===Mecànica estadística===
{{AP|Mecànica estadística}}
La mecànica estadística tracta de sistemes amb moltes partícules amb un nombre elevat de graus de llibertat, de manera que no es poden escriure totes les equacions de moviment involucrades. Per tant, la mecànica estadística tracta de resoldre aspectes parcials del sistema per mètodes estadístics que donen informació sobre el comportament global del sistema sense saber que passa en cada una de les partícules. Els resultats obtinguts coincideixen amb els de la [[termodinàmica]]. Empra
==Mecànica relativista==
Línia 79:
* La [[teoria general de la relativitat]], que generalitza l'anterior descrivint el moviment en espais-temps corbs, a més engloba una [[teoria relativista de la gravitació]] que generalitza la [[teoria de la gravitació universal]] de Newton.
La mecànica relativista té algunes diferències importants respecte a la mecànica newtoniana. Una de les propietats interessants de la dinàmica relativista és que la força i l'acceleració no són en general vectors paral·lels en una trajectòria corba. De fet la relació entre l'acceleració tangencial i la força tangencial és diferent que la que existeix entre l'acceleració i forces normals. Tampoc és constant el quocient entre els mòduls de la força i l'acceleració (que en la mecànica newtoniana és la massa o la inèrcia), que apareix l'invers del [[factor de Lorentz]], que decreix amb la velocitat arribant a ser nul a velocitats properes a la [[velocitat de la llum]]. Tot i això, malgrat les diferències, la mecànica relativista és molt més similar a la mecànica clàssica, des d'un punt de vista formal, que la mecànica quàntica. Per exemple, és una teoria estrictament determinista igual que la mecànica newtoniana.
== Mecànica quàntica ==
Línia 93:
== Mecànica quàntica relativista ==
{{AP|Teoria quàntica de camps}}
La [[Teoria quàntica de camps|mecànica quàntica relativista]] tracta d'aunar mecànica relativista i mecànica quàntica. El seu desenvolupament porta a la conclusió que en un sistema quàntic relativista el nombre de partícules no es conserva. Per tant, de fet no es pot parlar d'una mecànica de partícules, sinó
== Referències ==
| |||