Mexanika

[[Mexanika]] (qadimgi yunoncha mechanike — „mashinasozlik san'ati“ so'zidan kelib chiqqan) — [[fizika]]dagi jismoniy obyektlarning kuch, materiya va harakat o'rtasidagi o'zaro munosabatlarini o'rganuvchi bo'limidir. Jismlarga ta'sir etuvchi kuchlar ularning atrof-muhitga nisbatan vaziyatining o'zgarishi bo'lgan siljishlarga olib kelishi mumkin.

Fizikaning ushbu sohasining nazariy asoslari Qadimgi Gretsiyaga, jumladan [[Aristotel]] va [[Arximed]] asarlariga borib taqaladi. Ilk yangi davrda [[Galileo Galilei]], [[Iogann Kepler]], [[Xristian Gyuygens]] va [[Isaak Nyuton]] kabi olimlar hozirgi kunda [[klassik mexanika]] deb nomlanuvchi fanimizga asos solganlar.

XX asrda klassik mexanika tushunchalari yangi kashfiyotlar tufayli sinovdan o'tdi va bu [[relyativistik mexanika]] hamda [[kvant mexanikasi]] kabi tubdan yangi yondashuvlarning paydo bo'lishiga olib keldi.

Tarix

Qadimgi davr

Qadimgi yunon faylasuflari tabiatni mavhum tamoyillar boshqarishini birinchilardan bo'lib taklif qilishgan. Qadimgi davrdagi mexnikaning asosiy nazariyasi [[Aristotel mexanikasi]] bo'lgan. Shuningdek, uning vorislaridan biriga tegishli deb hisoblanadigan "Psevdo-Aristotelning mexanik muammolari" asarida muqobil nazariya ham yoritilgan.

Matematika jismlarni statik yoki dinamik tarzda tahlil qilish uchun kengroq qo'llaniladigan qadimgi yunonlarga borib taqaladigan boshqa an'ana ham mavjud. Bu an'anaga misollar sifatida Psevdo-Evklid ("Muvozanat haqida"), Arximed ("Tekisliklarning muvozanati haqida", "Suzuvchi jismlar haqida"), Qahramon ("Mexanika") va Papp ("To'plam", VIII kitob) asarlarini keltirish mumkin.

O'rta asrlar

O'rta asrlarda Aristotelning nazariyalari VI asrda Jon Filopondan boshlab bir qator arboblar tomonidan tanqid qilindi va o'zgartirildi. Markaziy muammo Hipparx va Filopon muhokama qilgan snaryad harakati edi.

Fors-islom olimi [[Ibn Sino]] o'zining "Shifo kitobi"da (1020) harakat nazariyasini e'lon qilgan. U snaryadga otuvchi tomonidan turtki berilishini va u havo qarshiligi kabi tashqi kuchlar uni yo'q qilmaguncha bardavom bo'lishini ta'kidlagan. Ibn Sino "kuch" va "og'ish"ni (mayl deb ataladi) bir-biridan farqlab, jism o'zining tabiatdagi harakatiga qarshi chiqqanda maylga ega bo'lishini ta'kidlagan. Shuning uchun harakatning davomiyligi jismga o'tkaziladigan moyillikka bog'liq va mayl tugaguncha jism harakatda bo'ladi, degan xulosaga kelgan. U, shuningdek, Nyutonning birinchi qonuniga muvofiq, agar tashqi ta'sir bo'lmasa, vakuumdagi snaryad to'xtamasligini da'vo qilgan.

Doimiy (bir xil) kuch ta'sir qiladigan jism masalasida, XII asr yahudiy olimi Hibat Alloh Abu-l-Barakot al-Bag‘dodiy tushayotgan jismning tezlanishi tananing tabiiy moyilligining uzluksiz ta'siri natijasi ekanligini aytgan. Shlomo Pinesning fikricha, al-Bag'dodiyning harakat nazariyasi "Aristotelning asosiy dinamik qonunining eng qadimgi rad etilishi (ya'ni doimiy kuch bir xil harakatni keltirib chiqarishi)" edi.

Ilk yangi davr

Ilk yangi davrdagi ikkita markaziy figura Galileo Galilei va Isaak Nyuton hisoblanadi. Galileoning o'z mexanikasi, xususan tushayotgan jismlar haqidagi yakuniy bayonoti uning „Ikki yangi fan“ (1638) asaridir. Nyutonning 1687-yilda chop etilgan „Tabiat falsafasining matematik asoslari“ asari yangi ishlab chiqilgan differensial va integral hisob matematika usullaridan foydalangan holda mexanikaning batafsil matematik bayonini taqdim etdi va nyutoncha mexanikaning asosini yaratdi.

Turli g‘oyalarning ustuvorligi borasida ba'zi bahslar mavjud: Nyutonning Principia asari shubhasiz asosiy va ulkan ta'sir ko'rsatgan asar bo'lib, undagi ko'plab matematik natijalarni hisob rivojlanmaguncha oldinroq bayon etib bo'lmas edi. Biroq, ko'pgina g'oyalar, xususan ularning inersiya va tushayotgan jismlarga taalluqli qismlari Xristian Gyuygens va unchalik mashhur bo'lmagan o'rta asrlardagi o'tmishdoshlari tomonidan ishlab chiqilgan edi.

Zamonaviy davr

Mexanika sohasidagi ikkita asosiy zamonaviy rivojlanish — bu [[Albert Eynshteyn]]ning [[umumiy nisbiylik nazariyasi]] va kvant mexanikasi bo'lib, ularning ikkalasi ham XX asrda qisman XIX asrdagi g'oyalarga asoslanib ishlab chiqilgan. Zamonaviy tutash muhit mexanikasi, xususan elastiklik, plastislik, gidrodinamika, elektrodinamika va deformatsiyalanuvchi muhit termodinamikasi sohalarining rivojlanishi XX asrning ikkinchi yarmidan boshlandi.

Mexanik jismlarning turlari

Ko'p ishlatiladigan jism (body) atamasi zarralar, snaryadlar, kosmik kema, yulduzlar, mashina qismlari, qattiq jismlar, suyuqliklar (gazlar va suyuqliklar) va boshqalarni o'z ichiga olgan keng turdagi obyektlarni anglatadi.

Mexanikaning turli quyi yo'nalishlari o'rtasidagi boshqa farqlar tasvirlanayotgan jismlarning tabiatiga bog'liq. Zarralar — klassik mexanikada matematik nuqtalar sifatida qaraladigan, ichki tuzilishi oz (ma'lum) bo'lgan jismlardir. Qattiq jismlar o'lcham va shaklga ega, ammo zarralarga yaqin oddiylikni saqlaydi. Aks holda, jismlar yarim qattiq (elastik) yoki noqattiq (suyuq) bo'lishi mumkin.

Fan tarmoqlari

Mexanika quyidagi asosiy yo'nalishlarga bo'linadi:

Klassik mexanika

Nyuton mexanikasi: Kinematika va dinamikani o'z ichiga olgan harakat nazariyasi.
Analitik mexanika: Kuchlarga emas, tizim energiyasiga asoslangan yo'nalish (Gamilton mexanikasi va Lagranj mexanikasi).
Klassik statistik mexanika: Noma'lum holatdagi tizimlarni va termodinamik xossalarni o'rganadi.
Osmon mexanikasi va Astrodinamika: Fazodagi jismlar va kosmik kemalar harakati.
Qattiq jismlar mexanikasi va Sinish mexanikasi
Akustika: Tovush to'lqinlarining tarqalishi.
Statika va Suyuqliklar mexanikasi (Gidravlika, Gidrostatika)
Tutash muhit mexanikasi va Tuproq mexanikasi
Amaliy mexanika (muhandislik mexanikasi)
Biomexanika va Biofizika
Relyativistik mexanika

Kvant mexanikasi

Shredinger to'lqin mexanikasi va Matritsa mexanikasi
Kvant statistik mexanikasi
Zarrachalar fizikasi va Yadro fizikasi
Konsentrlangan moddalar fizikasi

Relyativistik mexanika

Albert Eynshteynning nisbiylik nazariyalariga asoslangan bo'lib, yorug'lik tezligiga yaqin tezlikdagi jarayonlarni o'rganadi (masalan, kinetik energiya: $E = (\gamma - 1)mc^2$).

Professional tashkilotlar

Amaliy mexanika bo'limi ([[ASME]])
Suyuqliklar dinamikasi bo'limi (APS)
Eksperimental mexanika jamiyati
Nazariy va amaliy mexanika xalqaro ittifoqi ([[IUTAM]])

Moddiy nuqtaning mexanikasi. Moddiy nuqtaning harakatini tasvirlay olish uchun uning maʼlum bir momentdagi holatini aniqlash kerak. Shaklda. 1-rasmda koordinatalar (x, y, z) boʻyicha P nuqtada joylashgan moddiy nuqtaning holatini tavsiflash imkonini beruvchi toʻrtburchaklar koordinatalar tizimi koʻrsatilgan. Moddiy nuqtaning oʻlchamlari yoʻqligi va shuning uchun u yoki bu yoʻnalishda yoʻnaltirilishi mumkin emasligi sababli, bu uchta raqam har qanday vaqtda uning holatini toʻliq tavsiflaydi. Agar ularni t vaqt funksiyalari deb hisoblasak, [x (t), y (t), z (t)] funksiyasi fazoda moddiy nuqtaning harakatini toʻliq aniqlaydigan traektoriyani chizadi. Moddiy nuqta dinamikasining asosiy vazifasi, agar moddiy nuqtaga taʼsir qiluvchi kuchlar berilgan boʻlsa, x, y va z ning t ga bogʻliqligini topishdir. (Albatta, bir-biriga kuch taʼsir qiladigan bir nechta moddiy nuqtalar haqida muammo boʻlishi mumkin; bunday muammolarni hal qilish qiyinroq.)