Klasik mekanik: Makroskobik sistemlerde hareketin deneysel ve matematiksel incelenmesi

Fiziğin Temel Dallarından Biri Olarak Klasik Mekanik

Klasik mekanik, makroskobik boyutlarda (~10−9 m >) 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 vermektedir. 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. Bu alt dalların her biri, mekaniksel olayların farklı yönlerini anlamaya yöneliktir.

Görelilik ve Kuantum Kuramlarıyla İlişkisi

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.

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.

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 bu ilişki v = dr/dt şeklinde ifade edilir.

İvme ya da hızın zamana oranı, hızın zamana göre türevi (aynı zamanda konumun ikinci türevi) olarak tanımlanır. Bu tanım a = dv/dt eşitliğiyle gösterilir.

Klasik Mekanik ve Göreli Momentum

Klasik mekanik birçok dalı genel göreliliğin ve göreli istatistiksel mekaniğin basitleştirilmiş ve günlük yaşama uyarlanmış halidir. Bu bağlamda Newton kanunlarının genel hali incelendiğinde, özel görelikte bir parçacığın momentumu p = mv/√(1−(v²/c²)) şeklinde 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.

Klasik Mekanikin Ana Dalları

Klasik mekanik, ilk önce geleneksel üç ana dala ayrıldı. 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 temel birimler, mekaniksel olayların nicel analizinde temel referans noktasını oluşturur.

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