Klasik Mekaniğin Geçerlilik Sınırları ve Alt Dalları

Makroskobik Cisimlerin Hareketini Açıklayan Bir Fizik Dalı

Klasik mekanik, makroskobik boyutlarda (yaklaşık 10⁻⁹ m’den büyük) cisimlerin hareketlerini hem deneysel hem de matematiksel olarak inceleyen, fiziğin iki ana dalından biridir. Bu disiplin, basit kristal modellerinden galaksilerin hareketlerine kadar oldukça geniş bir büyüklük skalasında tutarlı sonuçlar verebilmektedir. Çevremizde gördüğümüz birçok mekanik olay, klasik mekanik kullanılarak oldukça yüksek bir doğrulukla hesaplanabilir.

Klasik mekanik; Newton mekaniği, klasik istatistik mekanik ve klasik elektromanyetik teori alt dallarını içinde barındırır. Özel ve genel görelilik kuramları bazı kaynaklarca klasik mekaniğin bir alt dalı olarak kabul edilse de, bu kuramların yapıları gereği klasik mekaniğin veya kuantum mekaniğinin bir alt dalı olmak yerine, bu kuramları ışık hızına yakın hızlarda veya kütleçekimin büyük olduğu durumlarda modifiye ettiğini söylemek daha doğru olur.

Konum, Hız ve İvme Kavramları

Noktasal bir parçacığın konumu uzayda rastgele seçilen O referans noktasından, parçacığa çizilen vektördür. Hız ya da yerdeğiştirmenin zamana oranı, konumun zamana göre birinci türevi olarak tanımlanır ve v = dr/dt şeklinde ifade edilir. İvme ise hızın zamana oranı, yani hızın zamana göre türevi (aynı zamanda konumun ikinci türevi) olarak tanımlanır ve a = dv/dt biçiminde yazılır.

Sınırlar ve Genel Hal

Klasik mekanik günlük olaylar çerçevesinde oldukça kesin sonuçlar üretmektedir, ancak ışık hızına yakın hızlarda hareket eden sistemler için göreli mekanik, çok küçük uzaklık ölçeklerinde sistemler için nicemleme mekaniği ve her iki özelliğe sahip sistemler için de göreli nicemleme alan teorisi kullanılmalıdır.

Klasik mekaniğin birçok dalı, genel göreliliğin ve göreli istatistiksel mekaniğin basitleştirilmiş ve günlük yaşama uyarlanmış halidir. Bu durum, Newton kanunlarının genel hali üzerinden de görülebilir. Özel görelilikte bir parçacığın momentumu p = mv / √(1 − (v²/c²)) şeklindedir; burada m parçacığın kütlesi, v hızı ve c ışık hızıdır. Eğer v, c’ye göre çok küçükse kökün içi yaklaşık 1 olur ve momentum p ≈ mv haline gelir. Böylece klasik mekaniğin p = mv eşitliğinin aslında ışık hızına göre çok daha küçük hızlarda hareket eden cisimler için basitleştirilmiş bir eşitlik olduğu görülebilir.

Dallar ve Ölçü Birimleri

Klasik mekanik, ilk önce geleneksel üç ana dala ayrılır. Statik, kuvvetlerin ve momentlerin etkisi altında cisimlerin denge durumlarını inceler. Dinamik, hareket ve kuvvet arasındaki ilişkiyi inceler. Kinematik ise kuvvetleri hesaba katmadan hareketlerin etkileri ile uğraşır. Bütün mekaniksel büyüklükler kütle (kilogram), uzunluk (metre) ve zaman (saniye) cinsinden ifade edilebilmektedir.

Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.