Mekanikens

Mekanikens disciplin omfattar studiet av rörelse, krafter och energitransformationer i fysiska system. Den delas vanligen in i klassisk mekanik, relativistisk mekanik och kvantmekanik. Inom klassisk mekanik studeras hur objekt rör sig under krafters påverkan, medan relativistisk mekanik behandlar rörelser vid höga hastigheter när relativitetsteorin blir betydelsefull, och kvantmekanik beskriver rörelse och interaktioner på atomär skala. Viktiga begrepp är kinematik, dynamik och statik samt arbete, energi och momentum.

Mekanikens rötter går tillbaka till antiken och Renässansen, men dess moderna form lades av Galileo Galilei och Isaac Newton. Newtons lagar och bevarandeprinciper blev centrala. Under 1700- och 1800-talen utvecklades formaliseringar i form av Lagrange- och Hamilton-formuleringar som gjorde det möjligt att hantera komplexa system. Ofta används matematisk vektoranalys och differentialekvationer för att beskriva rörelsen.

De grundläggande principerna inkluderar Newtons tre lagar, bevarande av energi och rörelsemängd, samt arbete och kraft. I statik studeras jämviktstillstånd; i dynamik analyseras rörelse under krafter; kinematik beskriver hur position och hastighet förändras i tid utan att ange orsakerna. Moderna mekanikens formuleringar med Lagrange- och Hamilton-principer gör det möjligt att formulera systemets rörelse med minimum av antaganden.

Mekanik används inom teknik och ingenjörsvetenskap för att designa maskiner, fordon och byggnader, samt inom fysik och astronomi för att förstå himlakroppars rörelser. Den är nära sammanlänkad med andra grenar som statistisk mekanik, flyg- och bilteknik, biomedicin och robotik.