Dynamika analityczna
| Część serii o |
| mechanice klasycznej |
|---|
W mechanice klasycznej dynamika analityczna , znana również jako dynamika klasyczna lub po prostu dynamika , dotyczy związku między ruchem ciał a jego przyczynami, a mianowicie siłami działającymi na ciała i właściwościami ciał, w szczególności masą i momentem bezwładności . Podstawą współczesnej dynamiki jest mechanika Newtona i jej przeformułowanie na mechanikę Lagrange'a i mechanikę Hamiltona .
Historia
Dziedzina ta ma długą i ważną historię, jak zauważył Hamilton : „Teoretyczny rozwój praw ruchu ciał jest problemem tak interesującym i ważnym, że przyciągnął uwagę wszystkich wybitnych matematyków od czasu wynalezienia dynamiki. jako nauka matematyczna przez Galileusza , a zwłaszcza od wspaniałego rozszerzenia, jakie nadał tej nauce Newton ”. William Rowan Hamilton, 1834 (przepisane w Mechaniki klasycznej przez JR Taylora, s. 237)
Niektórzy autorzy (na przykład Taylor (2005) i Greenwood (1997)) włączają szczególną teorię względności do dynamiki klasycznej.
Związek ze statyką, kinetyką i kinematyką
Historycznie rzecz biorąc, istniały trzy gałęzie mechaniki klasycznej :
- „ statyka ” (nauka o równowadze i jej związku z siłami)
- „ kinetyka ” (nauka o ruchu i jego związku z siłami).
- „ kinematyka ” (zajmująca się implikacjami obserwowanych ruchów bez względu na okoliczności, które je powodują).
Te trzy przedmioty zostały połączone z dynamiką na kilka sposobów. Jedno podejście łączyło statykę i kinetykę pod nazwą dynamika, która stała się działem zajmującym się wyznaczaniem ruchu ciał w wyniku działania określonych sił; inne podejście oddzieliło statykę i połączyło kinetykę i kinematykę w rubryce dynamiki. To podejście jest powszechne w książkach inżynierskich dotyczących mechaniki i nadal jest szeroko stosowane wśród mechaników.
Podstawowe znaczenie w inżynierii, malejący nacisk na fizykę
Obecnie dynamika i kinematyka nadal są uważane za dwa filary mechaniki klasycznej. Dynamika jest nadal uwzględniana w programach nauczania mechaniki, lotnictwa i innych inżynierii ze względu na jej znaczenie w projektowaniu maszyn, projektowaniu pojazdów lądowych, morskich, powietrznych i kosmicznych oraz innych zastosowaniach. Jednak niewielu współczesnych fizyków zajmuje się niezależnym traktowaniem „dynamiki” lub „kinetyki”, nie wspominając o „statyce” czy „kinetyce”. Zamiast tego cały niezróżnicowany przedmiot jest określany jako mechanika klasyczna . W rzeczywistości w wielu podręcznikach do studiów licencjackich i magisterskich od połowy XX wieku na temat „mechaniki klasycznej” brakuje rozdziałów zatytułowanych „dynamika” lub „kinematyka”. W tych książkach, chociaż słowo „dynamika” jest używane, gdy przyspieszenie jest przypisywane sile, nigdy nie pojawia się słowo „kinetyka”. Istnieją jednak wyraźne wyjątki. Wybitne przykłady obejmują The Feynman Lectures on Physics .
- Lista podstawowych zasad dynamiki
Aksjomaty i zabiegi matematyczne
- Zasady wariacyjne i mechanika Lagrange'a
- mechanika Hamiltona
- Transformacje kanoniczne
- Teoria Hamiltona-Jacobiego
Powiązane gałęzie inżynierii
- Dynamika cząstek
- Dynamika ciała sztywnego
- Mechanika deformacji
- Dynamika płynów