Klasi?na mehanika
ili
Newtonova mehanika
je dio
klasi?ne fizike
koji obuhva?a
mehaniku
?estica
utemeljenu na Newtonovim zakonima mehanike i Galileijevu na?elu relativnosti:
gravitaciju
, mehaniku
krutoga tijela
,
mehaniku fluida
, mehaniku
titranja
i mehaniku ?irenja
valova
u elasti?nom sredstvu.
[1]
Osnove moderne mehanike su postavili
Galileo Galilei
(
1564.
?
1642.
) i
Isaac Newton
(
1643.
?
1727.
). Do kraja
19. stolje?a
se smatralo da je ono ?to danas zovemo klasi?nom mehanikom kona?na fizikalna istina o
svemiru
. Međutim, na prijelazu 19. u 20. stolje?e, rađaju se nove ideje te se na stare probleme po?elo gledati s novog stanovi?ta, ?to je urodilo stvaranjem
kvantne mehanike
i
teorije relativnosti
. Danas znamo da je klasi?na mehanika samo aproksimacija jedne vi?e istine o materiji, prostoru i vremenu koja, unato? uznapredovalim znanjima i tehnologiji, nije jo? ni izbliza u potpunosti otkrivena.
Newtonovi zakoni su 4 temeljna
aksioma
mehanike:
- Prvi Newtonov zakon
(zakon
tromosti
ili inercije) tvrdi da svako
tijelo
ostaje u stanju mirovanja ili jednolikoga
gibanja
po
pravcu
dok ga neka vanjska
sila
ne prisili da to stanje promijeni. Taj je aksiom Newton preuzeo od Galilea Galileija, koji ga je izveo ve? 1638.
- Drugi Newtonov zakon
(zakon gibanja) tvrdi da promjena
koli?ine gibanja
razmjerna je sili koja djeluje, a odvija se u smjeru te sile. Kako je Newton koli?inom gibanja nazivao produkt
mase
i
brzine
(
m · v
), taj aksiom istovremeno određuje ili definira
silu
(F) i uvodi
fizikalnu veli?inu
masu kao svojstvo tijela:
gdje je:
t
-
vrijeme
. U klasi?noj mehanici, pod pretpostavkom konstantnosti ili nepromjenjivosti mase, jednakost poprima oblik:
i time se uvodi veli?ina koja se naziva
ubrzanje
ili akceleracija
a
. Iz Newtonove definicije slijedi da se sila mo?e o?itovati i kao promjena mase. To omogu?uje da se klasi?na mehanika javlja kao poseban slu?aj
teorije relativnosti
za brzine koje nisu bliske
brzini svjetlosti
.
- Tre?i Newtonov zakon
(zakon akcije i reakcije) tvrdi da uz svaku silu koja proizlazi iz djelovanja okoline na tijelo javlja protusila ili reakcija koja je iznosom jednaka sili, ali je suprotnoga smjera.
- Newtonov zakon gravitacije
tvrdi da se bilo koja dva tijela ili ?estice uzajamno privla?e silom razmjernom njihovim masama
m
1
i
m
2
, a obrnuto razmjernom kvadratu njihove udaljenosti
r
:
gdje je:
- F
- uzajamna sila privla?enja između dva tijela (
kg
), i vrijedi F = F
1
= F
2
,
- G
- univerzalna
gravitacijska konstanta
koja otprilike iznosi 6.67428 × 10
?11
N
m
2
kg
?2
,
- m
1
- masa prvog tijela (kg),
- m
2
- masa drugog tijela (kg), i
- r
- međusobna udaljenost između sredi?ta dva tijela (
m
).
[2]
Galileijevo na?elo relativnosti
[
uredi
|
uredi kod
]
Galileijevo na?elo relativnosti je na?elo klasi?ne fizike za prera?unavanje
koordinata
i brzina ?estica između dvaju
inercijskih sustava
koji se jedan u odnosu na drugi gibaju stalnom brzinom. Vrijedi samo za male brzine. Za brzine bliske brzini svjetlosti vrijede
Lorentzove transformacije
.
[3]
Povijest klasi?ne mehanike
[
uredi
|
uredi kod
]
Povijest klasi?ne mehanike
, kao i drugih grana
fizike
(
povijest fizike
), usko je povezana s razvojem
kulture
i
civilizacije
?ovje?anstva, a sastoji se uglavnom od tri glavna razdoblja: anti?ke mehanike, srednjovjekovne mehanike i klasi?ne ili Newtonove mehanike, koja obuhva?a i analiti?ku mehaniku. Mnogi povijesni spomenici govore da su se ljudi bavili
mehanikom
i u dalekoj pro?losti.
Piramide
drevnog Egipta
,
vise?i vrtovi Babilona
,
Stonehenge
, hramovi i luke
stare Gr?ke
, mostovi i vodovodi
starog Rima
i mnoge druge građevine, dokazuju da su ljudi ve? u
starom vijeku
raspolagali s
iskustvenim
znanjima s podru?ja mehanike.
Ljubljanski drveni kota?
je najstariji drveni
kota?
s
osovinom
na svijetu, a star je oko 5150 godina. Osim toga, drevni ljudi su se dosta bavili nebeskom mehanikom, promatranjem i prou?avanjem gibanja
nebeskih tijela
, pa se mo?e re?i da su prvi po?etci mehanike istodno s po?etcima ljudske civilizacije i
religije
.
Mehanizam iz Antikitere
je slo?en mehani?ki uređaj sa
zup?anicima
i broj?anicima, a slu?io je za predviđanje polo?aja
planeta
,
Sunca
i
Mjeseca
i pretpostavlja se da potje?e od 150. do 100. pr. Kr.
Jednostavni stroj
je povijesni naziv za razne
alate
ili
naprave
koje su pove?avale omjer ulo?ene i dobivene
sile
. Jednostavni strojevi su omogu?ili
?ovjeku
da obavi
radove
koji su zahtijevali
snagu
koja je bila ve?a od njegove, to jest omogu?ili su iskori?tavanje snage
vjetra
, snage
vode
, i snage gorivih tvari. Bez njih bio je nezamisliv napredak, a ?ovjek bi jo? uvijek bio na primitivnom stupnju razvoja. Jednostavni strojevi su:
- ↑
klasi?na mehanika
,
[1]
, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krle?a, www.enciklopedija.hr, 2015.
- ↑
Newtonovi zakoni
,
[2]
, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krle?a, www.enciklopedija.hr, 2015.
- ↑
Galileijevo na?elo relativnosti
,
[3]
, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krle?a, www.enciklopedija.hr, 2015.