Katıların mekaniğine ait dallar-statik kinematik dinamik

KATILARIN MEKANİĞİNE AİT DALLAR

katıların mekaniği bölümleri Statik , dinamik ve kinematik tanımları ve prensipleri.

STATİK

Mekaniğin çok eski bir kolu olan statiğin ilk prensipleri eski Mısır ve Babil’ de piramitler ve tapınakların yapılmasında kullanılmıştır.
  İlk yazılı statik prensipleri Arşimet (M. Ö. 287–212) tarafından çubuklara etki eden kuvvetlerin denge durumları için saptanmış ve günümüze kadar gelmiştir. Statik esas gelişmesini 17. yüzyılda Stevinus, Varignon ve Newton gibi bilim adamları önderliğiyle yapmıştır.
Statikte cisimler üzerinde kuvvetin etkisiyle meydana gelebilecek şekil değişiklikleri ( burulma, kırılma, esneme vb) hesaba katılmaz.
Cismin ne zaman ve hangi noktada kırılacağı Statiğin konusu değildir.

 Statiğin konusu nedir ? 

 Statik, kuvvetlere etkilenen cisimlerin denge durumlarını inceler.
Genellikle, bütün cisimlerin katı cisim olarak kabul edilemeyeceğini daha önce belirtmiştik. Kuvvetlerle yüklenen cisimlerde az veya çok bir şekil değiştirme meydana gelir. Bu şekil değişimi çok azsa önemsenmeyebilir ve sistemin denge durumu hiç şekil değişmesi olmamış gibi düşünülerek incelenebilir.

Statikte cisimler üzerinde, kuvvetler etkisiyle meydana gelecek şekil değişikliklerini hiçbir şekilde göz önüne almayacak ve cismi kuvvetler sisteminin etkisi altında tam katı olarak kabul edeceğiz. Cisim üzerinde meydana gelen şekil değişikliklerini incelemek daha çok cisimlerin dayanımı konularına girer.
Dayanım bilgisinde, cismin molekülleri veya kristallerinin, kuvvet etkisiyle, bağıl hareketleri göz önüne alınır. Bu tür hareket cisimde şekil değişimini oluşturur.

SİNEMATİK (KİNEMATİK )

Fiziğin bir konusu olan sinematik (çok defa kinematik olarak da söylenir) cisimlerin hareketlerini inceleyen bir ilimdir. Sinematikte katı cisimlerin hareketlerini, hareket sebeplerini göz önüne almadan yol, zaman, hız ve ivme arasındaki bağıntıları inceler.

Statikle kıyaslanacak olursa, sinematik oldukça yeni bir konudur. Hareketlere ait ilk prensipler, bilimsel olarak Galileo tarafından saptanmıştır (1564 – 1642). Milattan önce 2000 yıllarında Aristo tarafından belirlenen, tabii filozofinin, Galileo çağlarında bile hiç hata yapmaz olduğu kabul ediliyordu.

Deneysel hiçbir özellik göstermeyen tabii filozofiye ait prensipleri, Galileo daha 26 yaşındayken kabul etmemeye başladı. Örneğin: “Değişik ağırlıktaki iki cisim aynı yükseklikten bırakılacak olursa farklı zamanlarda yere düşerler” tezini kabul etmedi. Piza kulesinden kitleleri oldukça farklı iki taşı aynı yükseklikten ve aynı anda bırakarak kitle ile düşme zamanını arasında bir bağıntı olmadığını gösterdi.

Galileo eğik düzlem üzerinde cisimleri kaydırarak yaptığı deneylerle kuvvet ve ivme arasında bir çeşit bağıntı olduğu sonucuna varmıştı. Fakat zamanın ölçülmesi için istenilen nitelikte saatin yapılmamış olması dolayısıyla deneysel açıklama yapamamıştır. Ancak sınırlı açıklama yapabilmiştir.

Daha sonraları, İngiliz bilgini Newton tarafından kuvvet ve ivme arasındaki bağıntılar analitik ve deneysel olarak incelenmiş ve bazı prensiplere bağlanmıştır. Bugün “Newton prensipleri” olarak tanınmaktadır.

Sinematiğin amacı, hareketlerin grafik ve analitik olarak incelenmesini yapmaktır. Hareketin durumuna göre, inceleme yöntemi grafik veya analitik olarak saptanır.

Endüstriyel sinematik problemleri çoğunlukla grafik metotla çözümlenir. Nedeni, geniş matematik bilgisine gerek göstermemesi ve grafik çözümle elde edilen sonuçların yeter derecede hassas olmasıdır.

Bu konuda, sinematik bilgileri basitleştirilerek işlenmiştir. Ancak, bu seviyede hareketlerin tanınıp incelenebilmesi için yeterli bilgi verilmiştir.

Mekanik dersi alt konularından Sinematik, hareketlerin geometrisidir. Maddesel bir noktanın hareketini, kuvvetin etkisini göz önüne almadan inceler.

DİNAMİK

Statikte katı cisimleri denge halinde düşünüp bunlara etki eden kuvvet sistemlerini, kinematikte cisimlerin hareketlerini, ağırlıkları ve üzerlerine etki yapan kuvvetleri göz önüne almadan inceler.

Dinamiğin konusu nedir ?

Mekanik dersi konularından Dinamik ise kuvvetlerle etkilenen cisimlerin hareketini ve bununla ilgili olay ve kanunları inceler.

Statiğin oldukça eski bir tarihi olmasına karşın dinamik epeyce yeni bir konudur. Başlangıcı Galileo zamanına kadar gider. Genellikle 16. yüzyılın ikinci yarısı dinamiğin doğuş yıllarıdır. Dinamiğin bu kadar geç gelişmesine sebep, deneysel fiziğin henüz bilimsel alanda yer almamış olmasıdır.

Dinamik olayların deneysel incelenebilmesi için, kuvvet uzunluk ve zamanın hassas olarak ölçülebilmesi gerekir. Kuvvet ve uzunluk ölçülmesi oldukça basit olduğu için tarihin ilk çağlarında bulunup geliştirilmiştir.

Zamanın ölçülmesi ise ancak 17. yüzyılın ortalarında gerekli nitelikte olabilmiştir. Dolayısıyla ufak zaman aralıklarının ölçülmeye başlamasıyla dinamik gelişme ortamı bulmuştur.

Dinamikte, bir cismin veya herhangi bir sistemin uygulanan kuvvetlerle ne tür bir hareket yapıldığı veya yapacağı, istenilen hareketin sağlanabilmesi için uygulanması zorunlu kuvvet sisteminin karakterinin ne olması gerektiğini araştırılır.

Bir cismin durağan bir halden hareketli haline geçmesi veya hareket durumunu değiştirmesi için o cisme dıştan bir kuvvetin etki yapması gerekir.

Bir kuvvetin herhangi bir cismi etkilemesi ile meydana gelen hareket, kuvvetin büyüklüğü, doğrultusu, yönü ve tatbik noktası gibi esas karakteristikleri ile cismin maddesel özelliğine bağlıdır.