Mekanik

Mekanik Nedir?

Mekanik, fizik bilimlerinin, cisimlerin durağan halini veya kuvvet etkisi altındaki hareketlerini inceleyen dalı olarak tanımlanabilir. Genel olarak, bu konu üç dala ayrılır: rijit cisim mekaniğişekil değiştiren cisimler mekaniği ve akışkanlar mekaniğiRijit cisim mekaniği, şekil değiştiren cisimler mekaniği ve akışkanlar mekaniğinin incelenmesi için gerekli olan altyapının bir parçasını oluşturur.  

    Rijit cisim mekaniği iki alana ayrılır: Statik ve DinamikRijit cisim mekaniği konusunun tamamı, geçerliliğini deneysel gözleme dayanan, Newton’un üç hareket kanunu temel alınarak formüle edilir. Birinci kanun. Başlangıçta durağan halde olan veya sabit hızla bir doğru boyunca hareket eden bir parçacık, dengelenmemiş bir kuvvet etki etmedikçe, bu durumunu korur. İkinci kanun. Üzerine dengelenmemiş bir F kuvvetinin etkidiği bir parçacık, kuvvetle aynı doğrultuda ve büyüklüğü kuvvetle doğru orantılı olan bir a ivmesi kazanır. F kuvveti m kütleli bir parçacığa uygulanıyorsa bu kanun matematiksel olarak  

F=ma 

Şeklinde ifade edilir. Üçüncü kanunIki parçacık arasındaki karşılıklı etki ve tepki kuvvetleri eşittir, ters işaretlidir ve aynı doğrultudadır. 

     Statik, cisimlerin dengesini inceler, yani durmakta olan veya sabit bir hızla hareket eden cisimlerin dengesini inceler, dinamik ise cisimlerin ivmeli hareketini inceler. Statik, dinamiğin, ivmenin sıfır olduğu özel bir durumu olarak görülmekle birlikte, mühendislik eğitiminde ayrı olarak ele alınmayı hak etmektedir, çünkü birçok nesne denge durumunu koruyacağı öngörüsüyle tasarlanır. [1] 

     Mühendislik mekaniğinin ikinci kısmı dinamik konusu da iki kısma ayrılmıştır: Hareketin sadece geometrik yönlerini inceleyen kinematik ve harekete neden olan kuvvetlerin analizi olan kinetik. Dinamik incelenmesine parçacık kinematiği ele alınarak başlanır. Bir parçacığın bir kütlesi olduğunu fakat büyüklüğünün ve şeklinin ihmal edilebildiğini hatırlayalım. Bu yüzden, uygulamayı hareket analizine etkisi olmayacak boyutlardaki cisimlerle sınırlı tutmalıyız. Çoğu problemde, füzeler, mermiler veya arabalar gibi sonlu büyüklükteki cisimlerle ilgilenilmektedir. Cismin hareketi kütle merkezinin hareketiyle ifade edilebiliyor ve herhangi bir dönme hareketi ihmal edilebiliyorsa, bu cisimler parçacık olarak nitelenebilir. [2] 

     Şekil değiştiren cisimler mekaniği (Mukavemet), kuvvet etkisiyle şekil değiştirebilen cisimlerin statik ve dinamik dengelerini inceleyen bilim dalıdır. Cisimlerin mukavemetinin ana amacı çeşitli makineleri ve yük taşıyan yapıları inceleme ve tasarlamada mühendise yöntem sağlaması oluşturmaktadır. Verilen bir yapının hem incelenmesi ve hem de tasarımı gerilmelerin ve şekil değiştirmelerin belirlenmesini içine almaktadır. [3] 

     Akışkanlar mekaniği alt dalı ise; akışkanların durağan haldeki (akışkanlar statiği) ve hareket halindeki (akışkan dinamiği) davranışları ve yine akışkanların diğer akışkanlar ve katılar ile oluşturdukları sınırlardaki etkileşimleri ile ilgilenen bilim dalı olarak tanımlanır. Akışkanlar mekaniği aynı zamanda, akışkanın durağan hali, hareket hızının sıfır olduğu özel bir durum olarak değerlendirip, akışkanlar dinamiği olarak da adlandırılmaktadır. Akışkanlar mekaniği ayrıca birkaç alt sınıfa da ayrılır. Uygulamada sıkıştırılamaz kabul edilen akışkanların ( sıvılar, su ve düşük hızlarla hareket eden gazlar) hareketi ile ilgili çalışmalar genellikle hidrodinamik olarak adlandırılır. Hidrodinamiğin alt dalı olan hidrolik, sıvıların boru ve açık kanallardaki akışı ile ilgilidir. Gaz dinamiği ise gazların yüksek hızlarla lülelerde akması gibi, akışkan yoğunluğunun önemli miktarda değiştiği akışlar ile ilgilenir. Aerodinamik gazların (özellikle havanın) uçak, roketler ve otomobiller gibi cisimlerin etrafındaki yüksek ve düşük hızlı akışı ile ilgilenir. [4] 

 

Kaynaklar :

[1] R.C. Hibbeler, S.C. FAN engineering mechanics – statics (SI Edition) – sayfa 3, 5 

[2] R.C. Hibbeler, S.C. Fan engineering mechanics – dynamics (SI Edition) – sayfa 3-4 

[3] John T. DewolfDavid F. MazurekFerdinand Pierre BeerE. Russell Johnston mechanics of materials – sayfa 1 

[4] Yunus A. Çengel, John M. Cimbala Fluid Mechanics Fundamentals and Applications – sayfa 2 

 

     Mekaniğin alt dallarına baktığımızda her biri mühendisliğin temelini oluşturur ve hangi alana yönelirsek yönelelim bu bilim dallarının mantığını bilmemiz gerekir. İnsan hayatını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanan üretilen yapıların ve makinelerin çalışması mekanik prensipleriyle mümkündür.  Özellikle statik ve dinamik bunun temelidir. Mekanik ve prensiplerinin teorik olarak kısa bir tanımını sizlerle paylaştık.

Bilimle Kalın,

Diğer konu başlıkları ve bilgi paylaşımları için blog sayfamızı ziyaret ediniz.