Diferenzas entre revisións de «Mecánica clásica»

m
bot Engadido: pnb:کلاسیکل مکینکس; cambios estética
m (bot Engadido: sh:Klasična mehanika)
m (bot Engadido: pnb:کلاسیکل مکینکس; cambios estética)
A '''Mecánica Clásica''' (tamén coñecida como [[Mecánica]] de [[Isaac Newton|Newton]], chamada así en honra a [[Isaac Newton]], o que fixo contribucións fundamentais á teoría) é a parte da [[física]] que analiza as [[forza|forzas]]s que actúan sobre un [[obxecto]]. A mecánica clásica subdivídese nas ramas da [[estática]], que trata con obxectos en [[equilibrio]] (obxectos que se consideran nun [[sistema de referencia]] no que están parados) e a [[dinámica]], que trata con obxectos que non están en [[equilibrio]] (obxectos en [[movemento]]). A Mecánica Clásica reduce o seu estudo ó dominio da [[experiencia]] diaria, quer dicer, con eventos que vemos ou palpamos cos nosos sentidos. Ten diversas extensións: A [[mecánica relativista]] vai máis aló da mecánica clásica e trata con obxectos movéndose a [[velocidade|velocidades]]s grandes (de valor relativamente próximo á velocidade da [[luz]]). A [[mecánica cuántica]] trata con sistemas de reducidas dimensións (a escala semellante á atómica), e a teoría do [[campo]] [[cuántica|cuántico]] trata con sistemas que teñen ambas propriedades.
 
Aínda sendo unha [[aproximación]], a mecánica clásica é moi útil pois é moito máis doada de comprender (e matematicamente moito máis sinxelo de computar), e por conseguinte máis doado de aplicar, e é válida abondo para a gran maioría de casos prácticos nunha gran cantidade de sistemas. A teoría, por exemplo, descrebe con grande exactitude sistemas como [[foguete|foguetes]]s, planetas, moléculas orgánicas, trompos, trens, e tamén a traxectoria dunha bola de fútbol.
 
A mecánica clásica é amplamente compatible con outras teorías clásicas como a [[electrodinámica clásica|electromagnetismo]], e a [[termodinámica]], tamén "clásicas" (estas teorías teñen tamén o seu correspondente cuántico).
 
=== Descrición da Teoría ===
 
=== Magnitudes de Posición e Posicións ===
 
Denotamos a posición dun obxecto co [[vector]] <b>'''r</b>''', con respecto a un punto fixo no espazo. Se <b>'''r</b>''' é unha funcion do tempo <i>''t</i>'' denotado por <b>'''r</b>'''(t), o tempo <i>''t</i>'' tomámolo dende un tempo inicial arbitrario. Entón temos que a velocidade (tamén un vector pois ten [[magnitude]] e [[dirección]]) é:
 
::<b>'''v</b>''' = <sup>d<b>'''r</b>'''</sup>/<sub>d<i>''t</i>''</sub>
 
A aceleración, ou a cantidade de variación da velocidade (a derivada de <b>'''v</b>''') é:
 
::<b>'''a</b>''' = <sup>d<b>'''v</b>'''</sup>/<sub>d<i>''t</i>''</sub>
 
A posición indícanos o lugar do obxecto que estamos analizando. Se tal obxecto muda de lugar, a función <b>'''r</b>''' descrebe o novo lugar que ocupa o obxecto. Estas cantidades <b>'''r</b>''', <b>'''v</b>''', e <b>'''a</b>''' poden ser descritas aproximadamente, é dicer sen usar cálculo diferencial, mas os resultados son só <i>''aproximados</i>'' pois todas estas funcións e cantidades están definidas en acordo co cálculo. Nembargantes, estas aproximacións daránnos unha máis doada comprensión das equacións.
 
Se, por exemplo, fixéramos un experimento e poidéramos medir o tempo (t), e saber a posición dun obxecto (r) nese tempo (t), poderiamos definir as cantidades anteriores de xeito máis sinxelo. Denotamos primeiro o tempo inicial como t<sub>0</sub>, que é cando iniciamos o [[cronómetro]] do noso experimento, e denotamos o tempo final sinxelamente como t ou t<sub>final</sub>. Se denotamos a posición inicial como r<sub>0</sub>, entón designamos a posición final co símbolo r ou r<sub>final</sub>. Agora, tendo xa definidas as cantidades fundamentais, podemos expresar as cantidades físicas en termos aproximados do seguinte xeito.
 
A velocidade do obxecto é denotada por:
 
::'''v''' = (<b>'''r-r<sub>0</sub></b>''')/(t-t<sub>0</sub>)
 
tamén coa expresión:
 
::'''v''' = <sup>incremento <b>'''r</b>'''</sup>/<sub>incremento t</sub>
 
A aceleración denótase con
::'''a''' = ('''v'''<sub>final</sub>-'''v'''<sub>inicial</sub>)/(t<sub>final</sub>-t<sub>inicial</sub>)
 
=== Forzas ===
 
O Principio fundamental da dinámica (segundo principio de Newton) relaciona a [[masa]] e a velocidade dun corpo cunha magnitude vectorial, a [[forza]]. Se se supón que m é a masa dun corpo e '''F''' é o vector resultante de sumar todas as forzas aplicadas ó mesmo (resultante ou forza neta), entón <br />
 
::'''F''' = <sup>d (m <b>'''v</b>''')</sup> / <sub>dt</sub>
 
onde m non é, necesariamente, independente de t. Por exemplo, un [[foguete]] expulsa gases diminuíndo a masa de combustible e polo tanto, a súa masa total, que decrece en función do tempo. Á cantidade mv chámaselle ''momento'' ou ''[[cantidade de movemento]]''.
Cando m é independente de t (como sucede a miúdo), a anterior equación vólvese:
 
::'''F''' = m&middot;·'''a'''
 
A forma exacta de '''F''' obténse de consideracións sobre a circunstancia particular do obxecto. A terceira lei de Newton dá unha indicación particular sobre '''F''': se un corpo A exerce unha forza '''F''' sobre outro corpo B, entóns B exerce unha forza (de reacción) de igual dirección e sentido oposto sobre A, '''-F''' (terceiro principio de Newton ou principio de acción e reacción).
 
Un exemplo dunha forza é a friccion ou [[rozamento]], que para movementos en seno de gases é [[función]] da velocidade da partícula (desprezando neste efeito a pequenas velocidades). Por exemplo:
 
::'''F'''<sub>fricción</sub> = - k'''v'''
A inexistencia de forzas, ó aplicar o segundo principio de Newton, lévanos a que a aceleración é nula (primeiro principio de Newton ou Principio de inercia)
 
Forzas importantes son a forza gravitacional (a forza que resulta do [[campo gravitatorio]]) ou a forza de Lorentz (no [[campo electromagnético]]).
 
=== Enerxía ===
Se unha forza '''F''' aplícase a un corpo que realiza un desprazamento dr, o traballo realizado pola forza é unha magnitude escalar de valor:
 
onde T é a [[enerxía cinética]]. Para unha partícula puntual, T defínese:
 
::T = ½ m <b>'''v</b>'''²
 
Para obxectos extensos compostos por moitas partículas, a enerxía cinética é a suma das enerxías cinéticas das partículas que o constitúen.
::'''F''' = - grad V
 
Se se supón que todas as forzas que actúan sobre un corpo son conservativas, e V é a enerxía potencial do corpo (obtida por suma das enerxías potenciais de cada punto debidas a cada forza), entón<br />
 
'''F''' · d'''r''' = - V · d'''r''' = - d V<br />
logo, - d V = d T<br />
así, d (T + V) = 0
 
Este resultado é coñecido como a [[lei de conservación da enerxía]], indicando que a enerxía total E = T + V é constante (non é función do tempo).
 
=== Outros resultados ===
A segunda lei de Newton permite obter outros resultados, á súa vez considerados como leis. Ver por exemplo [[momento angular]].
 
=== Formalización ===
Existen dúas importantes formalizacións alternativas da mecánica clásica: a [[mecánica Lagranxiana]] e a [[mecánica Hamiltoniana]]. Son equivalentes ás leis de Newton e as súas consequencias, mas resultan máis prácticas para a resolución de problemas complexos que a aplicación directa das mesmas.
 
== Véxase tamén ==
 
Palabras relacionadas de aparatos que usan no seu funcionamiento a mecánica clásica:
* [[Xiroscopio]]
* [[Péndulo]]
 
Efeitos estudables en mecánica clásica:
* [[Cavitación]]
 
[[Categoría:Física]]
[[no:Klassisk mekanikk]]
[[pl:Mechanika klasyczna]]
[[pnb:کلاسیکل مکینکس]]
[[pt:Mecânica clássica]]
[[ro:Mecanică clasică]]
76.229

edicións