Klasik Mekaniğin Kapsamı, Alt Dalları ve Geçerlilik Sınırları

Makroskobik Cisimlerin Hareketini İnceleyen Bir Fizik Dalı

Klasik mekanik, makroskobik boyutlarda (~10−9 m >) cisimlerin hareketlerini hem deneysel hem de matematiksel olarak inceleyen, fiziğin iki ana dalından biridir. Kaynak, bu disiplinin basit kristal modellerinden galaksilerin hareketlerine kadar oldukça geniş bir büyüklük skalasında tutarlı sonuçlar verdiğini belirtmektedir. Çevremizde gördüğümüz birçok mekanik olayın klasik mekanik kullanılarak oldukça yüksek bir doğrulukla hesaplanabileceği vurgulanmaktadır.

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

Konum, Hız ve İvme Kavramları

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

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. Kaynak, klasik mekaniğin birçok dalının genel göreliliğin ve göreli istatistiksel mekaniğin basitleştirilmiş ve günlük yaşama uyarlanmış hal olduğunu belirtmektedir.

Newton kanunlarının genel hali özel görelikte, bir parçacığın momentumu p = mv / √(1−(v²/c²)) biçiminde verilir; burada m parçacığın kütlesi, v hızı ve c ışık hızıdır. Eğer v, c’ye göre çok küçükse kökün içi yaklaşık 1 olur ve p ≈ mv sonucuna ulaşılır. 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 Büyüklük 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.