Dynamika (mechanika) - Dynamics (mechanics)

Část série na
Klasická mechanika
${\ displaystyle {\ textbf {F}} = {\ frac {d} {dt}} (m {\ textbf {v}})}$ Druhý pohybový zákon
Dějiny Časová osa Učebnice
Pobočky
Základy
Formulace
Základní témata
Otáčení
Vědci
Fyzikální portál  Kategorie
proti t E

Dynamika je obor z klasické mechaniky , který se zabývá studiem sil a jejich vliv na pohyb . Isaac Newton byl první, kdo zformuloval základní fyzikální zákony , jimiž se řídí dynamika v klasické nerelativistické fyzice, zejména jeho druhý pohybový zákon .

Zásady

Obecně řečeno, vědci zabývající se dynamikou studují, jak se může fyzický systém v průběhu času vyvíjet nebo měnit, a studují příčiny těchto změn. Kromě toho Newton stanovil základní fyzikální zákony, jimiž se řídí dynamika fyziky. Studiem jeho systému mechaniky lze pochopit dynamiku. Zejména dynamika většinou souvisí s druhým Newtonovým pohybovým zákonem. V úvahu jsou však vzaty všechny tři zákony pohybu, protože tyto jsou v jakémkoli daném pozorování nebo experimentu vzájemně propojeny.

Lineární a rotační dynamika

Studium dynamiky spadá do dvou kategorií: lineární a rotační. Lineární dynamika se týká objektů pohybujících se v přímce a zahrnuje takové veličiny, jako je síla , hmotnost / setrvačnost , posun (v jednotkách vzdálenosti), rychlost (vzdálenost za jednotku času), zrychlení (vzdálenost za jednotku času na druhou) a hybnost (hmotnostní časy) jednotka rychlosti). Dynamika otáčení se týká objektů, které se otáčejí nebo pohybují po zakřivené dráze, a zahrnuje takové veličiny, jako je točivý moment , moment setrvačnosti / setrvačnost otáčení , úhlové posunutí (v radiánech nebo méně často, stupně), úhlová rychlost (radiány za jednotku času), úhlové zrychlení (radiány na jednotku času na druhou) a moment hybnosti (moment setrvačnosti krát jednotka úhlové rychlosti). Objekty velmi často vykazují lineární a rotační pohyb.

U klasického elektromagnetismu , Maxwellovy rovnice popisovat kinematiku. Dynamika klasických systémů zahrnujících jak mechaniku, tak elektromagnetismus je popsána kombinací Newtonových zákonů, Maxwellových rovnic a Lorentzovy síly .

Platnost

Od Newtona lze sílu definovat jako námahu nebo tlak, který může způsobit zrychlení předmětu . Pojem síly se používá k popisu vlivu, který způsobí zrychlení volného tělesa (objektu). Může to být tlačení nebo tažení, které způsobí, že předmět změní směr, má novou rychlost nebo se dočasně nebo trvale deformuje . Obecně řečeno, síla způsobuje změnu pohybového stavu objektu .

Newtonovy zákony

Newton popsal sílu jako schopnost způsobit zrychlení hmoty. Jeho tři zákony lze shrnout následovně:

1. První zákon : Pokud na předmět neexistuje žádná čistá síla, pak je jeho rychlost konstantní. Buď je objekt v klidu (pokud je jeho rychlost rovna nule), nebo se pohybuje konstantní rychlostí v jednom směru.
2. Druhý zákon : Rychlost změny lineární hybnosti P předmětu je rovna čisté síle F _net , tj. D P / dt = F _síť .
3. Třetí zákon : Když první těleso působí na druhé těleso silou F ₁ , druhé těleso současně působí na první těleso silou F ₂  = - F ₁ . To znamená, že F ₁ a F ₂ mají stejnou velikost a opačný směr.

Newtonovy pohybové zákony jsou platné pouze v inerciálním vztažném rámci .

Viz také

• Statika
• Vícetělová dynamika
• Tuhá dynamika těla
• Analytická dynamika

Reference

Další čtení

• Swagatam (25. března 2010). „Výpočet inženýrské dynamiky pomocí Newtonových zákonů“ . Bright Hub . Archivovány od originálu 12. dubna 2011 . Citováno 2010-04-10 .
• Wilson, CE (2003). Kinematika a dynamika strojů . Pearsonovo vzdělávání . ISBN 978-0-201-35099-9.
• Dresig, H .; Holzweißig, F. (2010). Dynamika strojů. Teorie a aplikace . Springer Science+Business Media , Dordrecht, Londýn, New York. ISBN 978-3-540-89939-6.