Mechanika

Mechanika je odbor fyziky, ktorý sa zaoberá pohybom, silou a mechanickými strojmi. Skúma zmeny vzájomnej polohy telies a príčiny týchto zmien.

Základnými témami mechaniky je opis pohybu, ktorým sa zaoberá kinematika, sila ako príčina pohybu, ktorou sa zaoberá dynamika, ďalej mechanická práca a mechanická energia. Zvláštnosti pohybov a síl u rôznych skupenstiev skúma mechanika tuhého telesa a mechanika tekutín. Medzi mechanické stroje sa zaraďujú predovšetkým jednoduché stroje, prevody a hydraulické a pneumatické zariadenia. Do mechaniky patrí aj náuka o gravitácii a rôzne druhy trenia.

Statika je odbor mechaniky zaoberajúci sa závislosťami medzi silami v tom prípade, keď sily pôsobiace na teleso sú v rovnováhe a teleso je v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe.

Kinematika je náuka o mechanickom pohybe telies, ktorá skúma zmenu vzájomných polôh telies v priestore a čase. V kinematike sa neprihliada na príčiny pohybu, t. j. neskúmajú sa v nej silové pôsobenia. V kinematických úvahách sa preto pracuje s nehmotnými bodmi, alebo nehmotnými telesami, ktoré majú iba geometrické vlastnosti.

 Základnými veličinami kinematiky sú:

1. Priestor.
2. Čas

Dynamika je časť  mechaniky, ktorá sa zaoberá vplyvom pôsobenia síl na pohyb telies.  Tým, že sa dynamika zaoberá pôsobením síl sa odlišuje od kinematiky, skúmaním pohybu sa zase líši od statiky. Dynamika opisuje zmeny pohybového stavu telies.

Podľa toho, čo je objektom skúmania, sa dynamika delí na

• dynamiku tuhého telesa,
• dynamiku tekutín:
  • aerodynamika (prúdenie plynov),
  • hydrodynamika (prúdenie kvapalín).

Mechanika tekutín

Mechanika tekutín alebo mechanika kvapalín a plynov je vedný obor zaoberajúci sa tekutinami. Pod pojmom tekutina rozumieme:

• kvapaliny
• plyny

Ich spoločnou vlastnosťou je tekutosť, prejavujúca sa tým, že kvapalné a plynné telesá ľahko menia svoj tvar a prispôsobujú sa tvaru nádoby, v ktorej sú uzavreté. Tekutosť tekutín nie je u všetkých tekutín rovnaká. Oveľa ľahšie prelejeme z jednej nádoby do druhej vodu než olej alebo glycerín.Všetky tekutiny majú vnútorné trenie, ktoré sa prejavuje silami smerujúcimi proti smeru vzájomného pohybu častíc, tvoriacich tekutinu. Pre zjednodušenie sa zaviedol pojem ideálna tekutina. Je to tekutina, v ktorej neexistuje vnútorné trenie a ktorá je dokonale tekutá.

Kvapalné telesá

Kvapalné telesá účinkom vonkajších síl menia svoj objem len minimálne, sú málo stlačitelné. Ak môžme zmeny objemu kvapalných telies zanedbať, dospejeme k pojmu ideálna kvapalina: ideálna kvapalina je dokonalo tekutá a úplne nestlačitelná.

Plynné telesá

Plyny sa od kvapalín líšia predovšetkým tým, že ľahko menia svoj objem, sú stlačitelné. Pri reálnych plynoch sa pri zmenšovaní objemu prejavujú sily vzájomného pôsobenia medzi molekulami plynu, uplatňuje sa tiež vlastný objem molekúl. Pokiaľ môžme tieto javy zanedbať, považujeme plyn za ideálny. Ideálny plyn je dokonale stlačitelný a dokonale tekutý.

Hydrostatika je časť mechaniky tekutín. Skúma podmienky rovnováhy kvapalín a telies do nich ponorených (kvapaliny a telesá sú v relatívnom pokoji).

Hydrodynamika je časť mechaniky tekutín, ktorá sa zaoberá pohybom nestlačiteľných kvapalín a ich pôsobením na tuhé telesá pri vzájomnom pohybe.

Aerodynamika je veda zaoberajúca sa správaním prúdenia plynov a ich interakciami s pevnými telesami.

Mechanika kontinua tuhej fázy

Mechanika kontinua tuhej fázy je fyzikálne odvetvie, ktoré sa delí na pododvetvia:

• Teória pružnosti
• Teória plasticity

Teória pružnosti skúma pretvorenosť (deformácie) a napätosť poddajných ideálne pružných telies pod vplyvom pôsobenia síl, spojitých teplotných zmien, alebo iných účinkov.

Teória plasticity skúma pretvorenosť (deformácie) a napätosť takých telies, pri ktorých zaťažovanie a odľahčovanie nevedie k vratným zmenám napätosti a pretvorenosti. Skúmané telesá zostávajú po úplnom odstránení účinkov zaťaženia úplne alebo aspoň čiastočne pretvorené (deformované), alebo v nich zostávajú zvyškové napätia. Pôsobenie síl má zvyčajne vyššiu intenzitu.