علم مکانیک شاخه ای از علم فیزیک است که با عکس العمل اجسام در برابر نیروها سروکار دارد .در نتیجه علم مکانیک شامل بخش بزرگی از دانسته های ما درباره رفتار گازها ،مایعات و نیز اجسام جامد می باشد.قوانین مکانیک در علوم نجوم،فیزیک و در تمرین های مهندسی که شامل بررسی ماشین ها و سازه هاست به کار می رود.برای راحتی ،مطالعه علم مکانیک به سه قسمت تقسیم شده است که عبارتند از:
- مکانیک اجسام صلب
- مکانیک اجسام قابل تغییر شکل(مقاوت مصالح)
-
مکانیک سیالات
مطالعه ی مکانیک اجسام صلب نیز به نوبه ی خود به سه زیر بخش اصلی تقسیم می شود:استاتیک/سینماتیک/سینتیک.
علم استاتیک مربوط به اجسامی است که نیروهای موثر بر آنها به تعادل رسیده اند.در نتیجه این اجسام یا در حال سکون هستند و یا حرکت مستقیم الخط یکنواخت دارند.که این اجسام در حالت تعادل قرار دارند.استاتیک بخش مهمی از علم مکانیک است.زیرا روش های تعیین عکس العمل ها و همچنین روابط بین نیروهای توزیع شده داخلی و بارهای خارجی برای سازه های ساکن را فراهم می سازد.تعداد زیادی از مسائل عملی مهندسی مربوط به تحمل بار بوسیله ی این مسائل با روابطی که در علم استاتیک وجود دارند قابل حل خواهد بود.روابط بین نیروهای توزیع شده ی داخلی و بار های خارجی که در علم استاتیک بدست می آید نقش مهمی در پیشرفت بعدی در مکانیک اجسام قابل تغییر شکل(مقاوت مصالح)دارد.
سینماتیک مربوط به حرکت اجسام بدون درنظرگرفتن شیوه ی ایجاد حرکت می باشد.گاهی اوقات از سینماتیک به عنوان هندسه ی حرکت یاد می شود.سینماتیک بخش مهمی از مکانیک را تشکیل می دهد.نه تنها به دلیل کاربرد آن در مسائلی که شامل نیروهاست،بلکه به علت کاربرد آن در مسائلی که تنها شامل حرکت اجزاء یک ماشین است.برای تعداد زیادی از مسائل حرکت،قوانین سینماتیک به تنهایی برای حل مسئله کافی است.این مسائل در کتاب های«سینماتیک ماشین ها» مورد بحث قرار می گیرد و در آنها حرکت اجزاء ماشین مثل میل بادامک ها ، چرخ دنده ها ، اهرم های ارتباطی و مکانیسم های تندبرگردان بررسی می شود.
سینتیک مربوط به اجسامی است که تحت تاثیر نیروهایی هستند که به تعادل نرسیده اند.از اینرو این اجسام دارای حرکت یکنواخت یا شتابدار هستند.مطالعه ی سینتیک نیز بخش مهمی از علم مکانیک زا شامل می شود زیرا که این علم روابط بین یک جسم و نیروها و ممان های موثر بر آن جسم را فراهم می سازد.روابط علم سینتیک ممکن است با استفاده ی مستقیم از قوانین نیوتن در مورد حرکت و یا با انتگرال گیری از معادلات حرکت که تنیجه ی اصلی کار-انرژی و ضربه-ممان می باشد،بدست آید.اغلب واژه ی دینامیک در نوشته های فنی به قسمت هایی از علم مکانیک اشاره می کند که بیشتر به حرکت مربوط هستند.این بخش ها عبارتند ازسینماتیک و سینتیک.
شاخه ای از علم مکانیک که در مورد نیرو های توزیع شده ی داخلی و تغییر شکل های ایجاد شده در ساختارهای حقیقی مهندسی و اجرای ماشین ها پس از تاثیر نیروها بحث می کند،به عنوان مکانیک اجسام قابل تغییر شکل شناخته می شود.کتاب هایی که این قسمت از علم مکانیک را شامل می شوند عموما با نام «مکانیک اجسام»یا«مکانیک اجسام تغییر شکل یابنده»شناخته می شوند.
بخشی از علم مکانیک که در مورد گازها و مایعات چه در حال سکون و چه در حال حرکت بحث می کند،به عنوان مکانیک سیالات شناخته می شود.سیالات را می توان بر اساس قابلیت تراکم دسته بندی کرد.یک سیال هنگامی قابل تراکم خوانده می شود که چگالی آن با فشار و دما تغییر کند.اگر حجم سیال در حین تغییر فشار ثابت بماند غیر قابل تراکم نامیده می شود.بخشی از علم مکانیک سیالات که در مورد مایعات غیر قابل تراکم بحث می کند،به عنوان علم هیدرولیک شناخته می شود.
منبع:استاتیک ویلیام رایلی/ترجمه محمود مهرداد شکریه