Mekanik: Forskelle mellem versioner

[[File:Abandoned concrete factory mechanism.jpg|thumb|Tandhjul på nedlagt fabrik]]

'''Mekanik''' hører til blandt de allermest grundlæggende, og allerældste fysiske områder.

 

== Klassisk mekanik ==

{{Uddybende|Klassisk mekanik}}

 

=== Begreber ===

Hastighed er matematisk set en [[vektor (matematik)|vektor]], som fortæller om, hvor langt et legeme bevæger sig inden for en bestemt tidsenhed, og i hvilken retning det foregår. Hastigheden fremkommer altså ved at [[differentiere|differentiation]] strækningen med hensyn til [[tid]]en.

''[[Fart]]'' er en anden betegnelse, som ofte forveksles med hastighed. Farten beskriver dog i stedet længden af vektoren, og fortæller dermed intet om retningen af bevægelsen.

Hastighedens betegnelse (v) er den internationale betegnelse for hastighed, og kommer af det latinske ord ''velocitas.''

SI-enheden for hastighed er meter per sekund.

Inden for den klassiske mekanik opererer man udelukkende med lave hastigheder, da hastigheder, der kommer i nærheden af [[lysets hastighed]], kan have stor betydning for udregningnerne.

 

{{Uddybende|Acceleration}}

Acceleration er ligeså vel som hastigheden, en vektor. Accelerationen fortæller, hvor meget hastigheden ændrer sig per tidsenhed og opnås ved at differentiere hastigheden.

</math>

SI-enheden for acceleration er således meter per sekund per sekund, eller meter per sekund i anden.

Som man sikkert ved fra tog eller bil, kan man ikke mærke hastigheden. Man kan derimod mærke, når bilen starter, og man bliver presset tilbage i sædet. Dette kommer vi dog tilbage til, når vi kommer til kraft, men kort sagt er acceleration det, der ligger til grund for, hvad vi kalder ''kraft''.

 

Desuden kender vi alle til acceleration, og derigennem kraft gennem den såkaldte [[tyngdeacceleration]] (g).

Det er denne kraft, som holder os og alt andet på jorden. Denne kraft bliver dannet af den såkaldte [[Gravitation|massevirkningslov]].

I og med at hastigheden er en vektor, og at acceleration opstår når der forekommer en hastighedsændring, sker det altså ikke udelukkende når en bil ændrer hastighed fra 10-20 m/s, men også hvis en bil drejer eller kører i cirkler. Dette kender man blandt andet fra bagsædet når man kører ind i en rundkørsel eller drejer i et skarpt sving. Selvom en bil altså kører i cirkler, og speedometret står på 20 km/t vil bilen stadig konstant accelerere.

 

 

Man har derfor indført, at impulsen (p, ikke at forveksle med tryk) er beskrevet ved ''massen'' ganget med ''hastigheden''.

 

SI-enheden på impuls er ganske simpelt: <math>p \left[kg \cdot {m \over s}\right]</math>

 

== Rotationel mekanik ==

Den rotationelle mekanik adskiller sig væsentligt fra den klassiske mekanik i og med, at man også nu regner på [[rotation]]en i systemer. Det karakteristiske for den klassiske mekanik var, at man blot regnede på retlinede bevægelser, det kunne som allerede nævnt være en bil hen ad en vej, men hvis foretager en fuldstændig betragtning, kommer den rent faktiske bevægelse fra hjulene på bilen, som unægtelig roterer. Det samme gør sig naturligvis gældende for en cykel, og i allerhøjeste grad også en helikopter. Rotationel mekanik indgår altså mange steder i vores hverdag.

 

=== Begreber ===

Inden for denne form for mekanik findes der en række nye begreber, som egentlig ikke afviger drastisk fra de begreber, vi allerede kender til, hvis man blot sammenligner med lidt fornuft. Om ikke andet afviger de, da visse grundlæggende begreber såsom hastighedsbegrebet ikke længere eksisterer i helt samme forstand.

 

{{Uddybende|Vinkelhastighed}}

Vinkelhastighed har i bund og grund mere med matematik, end fysik at gøre, men ikke desto mindre defineres vinkelhastighed ved ændringen i vinklen per tidsenhed. Mere matematisk skrives det således op:

Enheden på dette er simpelt nok radianer per sekund altså <math>\left[ \frac{rad}{s} \right]</math> eller blot <math> /s </math>.

Som det ses ovenfor betegnes vinkelhastigheden ved det lille græske bogstav omega.

 

==== Vinkelacceleration ====

Fuldstændig analogt til den traditionelle mekanik, hvor accelerationen fås ved at differentiere hastigheden, fås vinkelaccelerationen ved at differentiere vinkelhastigheden. Det gøres således:

Tilsvarende er enheden på dette således <math>\left[ \frac{rad}{s^2} \right]</math> eller blot <math>s^{-2}</math>

 

{{Uddybende|Inertimoment}}

Inertimomentet er en lidt speciel størrelse, som dybest set svarer til massen i den traditionelle mekanik. Det er altså noget der fortæller hvor "modvillig" et legeme er til at foretage en ændring i dens tilstand, altså i en vis forstand hvor meget der skal til for at få legemet til at accelerere. Inertimomentet ''I'' beregnes således:

Dette er den mest "korrekte" formel, der findes, men måske ikke den intuitivt mest forståelige. Formlen siger sådan set bare, at vi summerer over massen, således at vi får den "præcise" masse. Dette ganges op med den kvadrerede afstand. Det er dog imidlertid mest hyppigt, at man bruger antagelsen, at massen er ''homogent belagt'', som vil sige massen er ligeligt fordelt på legemet. For at tage et eksempel vil en punktformig masse (de har som bekendt ingen udstrækning) ifølge vores formel have følgende generelle formel:

 

Se evt. siden om [[Inertimoment|inertimomenter]], hvor mange forskellige formler er udledt.

{{Uddybende|Impulsmoment}}

==== Kraftmoment ====

{{Tomt afsnit}}

==== Rotationsenergi ====

 

Det vil betyde at eksempelvis [[tyngdekraft]]en der virker på en [[elektron]] vil være:

Når man arbejder med så små partikler vil andre kræfter være af større betydning, som for eksempel den [[elektrostatisk kraft|elektrostatiske kraft]].

 

{{Commonscat|Mechanics}}

{{natvidstub}}

 

[[Kategori:Fysik]]