Mechanika

Mechanika je obor fyziky, který se zabývá mechanickým pohybem, tedy přemísťováním těles v prostoru a čase a změnami velikostí a tvarů těles.

Mezi nejčastěji používané veličiny v mechanice patří poloha, rychlost, zrychlení, síla, energie a hybnost.

Mechanika patří k nejstarším částem fyziky a od počátku byla úzce spojena s technickými aplikacemi, např. s tvorbou mechanických strojů.

Mechanika je pak zpravidla založena na principech tvořících obecnější teorii (např. speciální teorie relativity, kvantová teorie, teorie chaosu).

[editovat] Rozdělení mechaniky

Mechaniku lze dělit podle různých kritérií.

[editovat] Podle vztahu k příčinám pohybu

Ve vztahu k příčinám studovaného pohybu lze mechaniku rozdělit na

• kinematiku - Kinematika popisuje pohyb těles bez ohledu na příčiny tohoto pohybu. Někdy se také mluví o tom, že kinematika se zabývá sledováním geometrie pohybu.
• dynamiku - Dynamika se zabývá příčinami pohybu. Studuje souvislosti mezi pohybem a silami, které pohyb způsobují. Speciálním případem dynamiky je statika, která se zabývá vyšetřováním rovnováhy sil.

[editovat] Podle skupenství

Působení sil na tělesa různého skupenství se projevuje různým způsobem. Podle tohoto hlediska lze mechaniku rozdělit na

• mechaniku tuhého tělesa - část mechaniky, která se zabývá pevnými tělesy.
• hydromechaniku - část mechaniky, která se zabývá kapalinami.
• aeromechaniku - část mechaniky, která se zabývá plyny.

[editovat] Podle způsobu aproximace reálného tělesa

Fyzikální přístup ke studiu reality umožňuje provádět zjednodušení při zachování dostatečné přesnosti výsledku (např. nahrazení planety pohybující se v gravitačním poli hmotným bodem může být v mnoha případech postačující). Tento přístup umožňuje rozdělit mechaniku na

• mechaniku hmotného bodu, můžeme-li zanedbat rozměry a tvar studovaného tělesa a nahradit jej hmotným bodem.
• mechaniku soustavy hmotných bodů, můžeme-li zanedbat rozměry a tvar jednotlivých těles (popř. částí tělesa) a nahradit je hmotnými body. Náhrada tělesa soustavou hmotných bodů umožňuje popsat složitější tělesa a zohlednit diskrétní strukturu hmoty.
• mechaniku kontinua, která zkoumá látku bez zřetele k její diskrétní struktuře. Tento přístup je výhodný např. při studiu deformací těles, tedy při zkoumání změn velikosti a tvaru těles. Tento přístup se používá také v reologii při vytváření reologických modelů.

[editovat] Mechanika těles

Část mechaniky zabývající se zkoumáním vlastností a pohybu těles (nikoliv hmotných bodů) v prostoru a změnami jejich velikostí a tvarů bývá označována jako mechanika těles. Mechanika těles využívá nástrojů mechaniky soustavy hmotných bodů a mechniky kontinua, tzn. reálná tělesa jsou nahrazována soustavou hmotných bodů nebo představou o spojitě rozložené hmotě (tzv. kontinuu). Vlastnosti tělesa jsou určovány podmínkami kladenými na vazby mezi jednotlivými hmotnými body soustavy popisující těleso (popř. viskozitou při popisu kontinuem). Síla těchto vazeb má úzký vztah ke skupenství tělesa. Podle těchto vazeb lze machaniku těles dělit na

• mechaniku tuhého tělesa - Vazby v soustavě hmotných bodů jsou dokonale tuhé. Tuhá tělesa nejsou deformovatelná (nelze tedy změnit jejich tvar nebo objem), což znamená, že nepopisují přesně žádné reálné těleso (všechna reálná tělesa jsou totiž deformovatelná). Model tuhého tělesa je však možné využít k popisu rotace tělesa a vyšetřování problémů spojených s konečnými rozměry reálných těles. Model tuhého tělesa je obvykle dobře použitelný při popisu pevného skupenství látky.
• mechaniku pružného tělesa - Vazby v soustavě hmotných bodů nejsou dokonale tuhé, avšak jsou dostatečně tuhé, aby nedocházelo k tečení. Model pružného tělesa lze využít ke studiu pružnosti a pevnosti těles.
• mechaniku tekutin - Tekutiny (tedy kapaliny a plyny) jsou deformovatelné (tvarově nestálé), neboť se vyznačují zvláštním druhem mechanického pohybu, tzv. tečením. Mechanika tekutin se vzhledem k rozdílům mezi kapalinami a plyny dále dělí na
  • hydromechaniku - mechanika kapalin (vyznačují se malou stlačitelností, tedy objemovou stálostí)
  • aeromechaniku - mechanika plynů (jsou stlačitelné a vždy vyplňují celý prostor v němž se nachází)

[editovat] Podle použitých fyzikálních principů

Podle fyzikálních principů, na nichž jsou vystavěny postupy lze mechaniku rozdělit na

• klasickou (Newtonova, nerelativistická) mechaniku - je založena na Newtonových pohybových zákonech. Zabývá se pomalu se pohybujícími (ve srovnání s rychlostí světla) makroskopickými tělesy.
• relativistickou mechaniku - je založena na teorii relativity, tedy na Einteinových postulátech. Zabývá se rychle se pohybujícími (rychlost pohybu je srovnatelná s rychlostí světla) makroskopickými tělesy.
• kvantovou mechaniku - je založena na principech kvantové teorie. Zabývá se mikroskopickými tělesy. Obvykle bývá dále rozdělována na relativistickou a nerelativistickou v závislosti na tom,zda se zabývá pomalu nebo rychle se pohybujícími částicemi.

[editovat] Aplikace mechaniky

• Mechanický stroj - Mezi mechanické stroje se řadí především jednoduché stroje, převody a hydraulická a pneumatická zařízení.
• Gravitace
• Tření

[editovat] Abecední seznam dílčích témat se vztahem k mechanice

Aerodynamický tvar - Aerodynamická vztlaková síla - Aerodynamika - Aerostatika - Afélium - Aneroid - Apogeum - Archimédův zákon - Atmosférický tlak

Barograf - Barometr - Bernoulliho rovnice

Centrální gravitační pole - Coriolisova síla

Dostředivá síla - Dostředivé zrychlení - Dvojice sil

Einsteinův princip relativity - Elevační úhel

Frekvence

Galileiho princip relativity - Gravitace - Gravitační pole - Gravitační polohová energie - Gravitační potenciální energie - Gravitační síla - Gravitační zrychlení

Hmotný bod - Homogenní gravitační pole - Hybnost - Hydraulické zařízení - Hydrodynamický paradox - Hydrodynamika - Hydrostatický paradox - Hydrostatická tlaková síla - Hydrostatický tlak - Hydrostatika

Impuls síly - Inerciální vztažná soustava

Jednoduchý stroj

Kartézská soustava souřadnic - Keplerovy zákony - Kinetická energie - Kmitočet - Kladka - Kladkostroj - Klidové tření - Klín - Kolo na hřídeli - 1. kosmická rychlost - 2. kosmická rychlost - Kruhová rychlost - Křivočarý pohyb

Laminární proudění

Manometr - Mechanická energie - Mechanická práce - Mechanický stroj - Mechanika kapalin a plynů - Mechanika tekutin - Měrná tíha - Moment setrvačnosti - Moment síly

Nakloněná rovina - Neinerciální vztažná soustava - Nerovnoměrný pohyb - Nerovnoměrný pohyb po kružnici - Nerovnoměrný přímočarý pohyb - Newtonovy pohybové zákony - Newtonův gravitační zákon - 1. Newtonův pohybový zákon - 2. Newtonův pohybový zákon - 3. Newtonův pohybový zákon - Normální atmosférický tlak

Objemový průtok - Odpor prostředí - Odporová síla - Odstředivá síla - Osa otáčení - Otáčivý pohyb

Páka - Pascalův zákon - Perigeum - Perihelium - perioda (fyzika) - Pevná kladka - Plování těles - Podtlak - Pohyb - Pohybová energie - Pohyb po kružnici - Pohyb tělesa kolem Slunce - Pohyb tělesa kolem Země - Polární soustava souřadnic - Poloha tělesa - Polohová energie - Polohová energie pružnosti - Polohový vektor - Posuvný pohyb - Potenciální energie - Potenciální energie pružnosti - Pneumatické zařízení - Princip nezávislosti pohybů - Proudění - Průvodič - Přetlak - Převody - Příkon - Přímočarý pohyb - Pumpa

Rameno valivého odporu - Relativita pohybu - Rotace - Rovnováha sil - Rovnoměrný pohyb - Rovnoměrný pohyb po kružnici - Rovnoměrný přímočarý pohyb - Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici - Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb - Rovnovážná poloha - Rozklad sil - Rychlost

Setrvačná síla - Síla - Skládání pohybů - Skládání rychlostí - Skládání sil - Smykové tření - Smykový pohyb - Součinitel klidového tření - Součinitel smykového tření - Součinitel valivého tření - Soustava souřadnic - Spojené nádoby - Stabilita - Stálá rovnovážná poloha

Šroub

Tekutina - Těžiště - Těžnice - Tíha - Tíhová síla - Tíhové zrychlení - Trajektorie - Translace - Tření - Třecí síla - Tuhé těleso - Turbulentní proudění

Účinnost - Úhlová dráha - Úhlová rychlost - Úhlové zrychlení - Úniková rychlost

Valivé tření - Valivý odpor - Valivý pohyb - Volná kladka - Volná rovnovážná poloha - Volný pád - Vratká rovnovážná poloha - Vrh svislý - Vrh vodorovný - Vrh šikmý - Výkon - Vztažná soustava - Vztlaková síla

Zákon akce a reakce - Zákon setrvačnosti - Zákon síly - Zákon zachování hybnosti - Zákon zachování mechanické energie - Zrychlení

[editovat] Abecední seznam veličin

Coriolisova síla - Dostředivá síla - Dostředivé zrychlení - Dráha - Dvojice sil - Frekvence - Gravitační síla - Gravitační zrychlení - Hybnost - Hydrostatická tlaková síla - Hydrostatický tlak - Mechanická energie - Mechanická práce - Měrná tíha - Moment setrvačnosti - Moment síly - Odporová síla - Odstředivá síla - perioda (fyzika) - Pohybová energie - Polohová energie - Příkon - Rychlost - Setrvačná síla - Tíha - Tlaková síla - Třecí síla - Účinnost - Úhlová dráha - Úhlová rychlost - Úhlové zrychlení - Výkon - Vztlaková síla - Zrychlení

[editovat] Související články

• Fyzika
• Teoretická mechanika