الهندسة والمهندسين

أسس علم الميكانيكا

يرتكز هذا العلم على الأساسيات التالية, هذه الأساسيات مبنية على قوانين وثوابت تحققها التجربة وهي:
1. قاعدة متوازي الأضلاع لإيجاد مجموع أو محصلة قوّتين: في هذه القاعدة يتم اعتبار القوّتين ضلعين متجاورين في متوازي أضلاع شكل (1-1) حيث يكون الوتر المار بين هذين الضلعين مكافئا لهما ويمثل محصلتهما.

 

F1 + F2.............. (1-1)
وهذه القاعدة لا تستخدم للحصول على محصلة قوّتين فقط وإنما يمكن تعميمها للحصول على المحصلة في حالة الكميات الطبيعية المتجهة كالإزاحة والسرعة والعجلة والعزوم كما سيأتي لاحقاً.
2. قاعدة الانتقالية: لا يتغير تأثير قوة على الجسم طالما أن خط عمل هذه القوة ثابت ولم يتغير. أي أن تأثير القوة F على الجسم هو نفسه طالما أن النقطتين A,B تقعان على خط مستقيم واحد شكل (1-2).

3. قوانين نيوتن:
القانون الأول: إذا أثرت مجموعة من القوى محصلتها تساوي صفراً على جسم صلب فإن الجسم يحتفظ بشكله وبحالته دون أي تغير. أي أن الجسم يظل ساكناً إذا كان ساكناً عند تأثير هذه القوى عليه, ويستمر في حركته وبنفس الكيفية عند تأثير هذه القوى عليه إذا كان متحركاً قبلها. أي أن:
R=0
4. القانون الثاني لنيوتن: إذا أثرت مجموعة من القوى على جسم وكانت محصلتها لا تساوي صفراً فإن الجسم يتحرك بعجلة تتناسب طردياً مع المحصلة. أي أنه عندما:
R ≠0 →F = ma
حيث m هي الكتلة, a هي العجلة (تسارع أو تباطؤ)
5. القانون الثالث لنيوتن: لكل فعل رد فعل يساويه في المقدار ويضادّه في الاتجاه. وهو يمثل صورة أخرى للقانون الأول لنيوتن لأن نتيجته هي:
R =0
6. قانون التجاذب لنيوتن: إذا كان هناك كتلتان في الفراغ شكل (3-1) فإن بينهما قوة تجاذب تتناسب مع ناتج حاصل ضرب مقدار القوّتين مقسوماَ على مربع المسافة (r) بينهما. أي أنّ: 

 

(1-2) ...................  =
حيث يسمى G ثابت التجاذب.
فإذا اعتبرت M كتلة الأرض و R نصف قطرها وهي مقادير ثابتة نتج أنّ:

(3-1).................... وزن الجسم = W = gm. =  = F

حيث = g

G يسمى عجلة الجاذبية ومقداره المتوسط يساوي 9.81 م/ ث في الوحدات العالمية أو 32.2 قدم / ث2 في الوحدات البريطانية.

أضف تعليق

كود امني

تجربة رمز تحقق جديد