MEKANIKA

Studi umum hubungan antara gerak, kekuatan, dan energi yang disebut mekanika. Ini adalah bidang studi yang besar dan adalah penting untuk memahami fisika, yang mengapa pasal-pasal ini muncul pertama. Mekanik dapat dibagi ke dalam sub-disiplin ilmu dengan menggabungkan dan mengkombinasikan aspek-aspek yang berbeda. Tiga di antaranya diberi nama khusus.
Motion adalah tindakan mengubah lokasi atau posisi. Studi gerak tanpa memperhatikan kekuatan atau energi yang mungkin terlibat disebut Kinematika. Ini adalah cabang dari mekanika sederhana. Cabang dari mekanika yang berhubungan dengan kedua gerakan dan kekuatan bersama-sama disebut dinamika dan studi kekuatan dalam tidak adanya perubahan dalam gerakan atau energi disebut statika.

Energi merujuk suatu kuantitas fisik abstrak yang tidak mudah dirasakan oleh manusia. Hal ini dapat terjadi dalam berbagai bentuk secara bersamaan dan hanya memperoleh makna melalui perhitungan. Sebuah sistem memiliki energi jika memiliki kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Energi gerak disebut energi kinetik
Setiap kali suatu sistem dipengaruhi oleh agen luar, perubahan total energi. Secara umum, gaya adalah apapun yang menyebabkan perubahan (seperti perubahan energi atau gerakan atau bentuk). Ketika memaksa menyebabkan perubahan dalam sistem energi, fisikawan mengatakan bahwa pekerjaan telah dilakukan. Pernyataan matematika yang berhubungan kekuatan perubahan energi disebut teorema kerja-energi.
Ketika total semua bentuk energi yang berbeda ditentukan, kita menemukan bahwa itu tetap konstan dalam sistem yang terisolasi dari lingkungan mereka. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum konservasi energi dan merupakan salah satu konsep yang benar-benar besar dalam semua fisika, bukan hanya mekanik.

[Memperbesar]
Beberapa bab pertama buku ini pada dasarnya tentang topik ini dalam urutan ini ...

    gerakan (kinematika)
    kekuatan (dinamika dan statika)
    energi
jenis gerak
Mungkin ada skema lain, tetapi untuk tujuan buku ini pada dasarnya ada tiga jenis gerak.

    Gerak translasi menghasilkan perubahan lokasi. Kategori ini mungkin tampak konyol pada awalnya sebagai gerakan menyiratkan perubahan di lokasi, tetapi objek dapat bergerak dan namun tidak pergi ke mana pun. Aku bangun di pagi hari dan pergi bekerja (sebuah perubahan nyata di lokasi), tetapi malam aku kembali di rumah - kembali di ranjang yang sama di mana saya mulai hari. Apakah ini gerak translasi? Yah, itu tergantung. Jika masalah di tangan adalah untuk menentukan seberapa jauh saya melakukan perjalanan dalam sehari, maka ada dua kemungkinan jawaban: baik saya telah pergi untuk bekerja dan kembali (22 km setiap cara untuk total 44 km) atau aku sudah ke mana-mana (22 km setiap cara untuk total 0 km). Jawaban pertama memanggil gerakan translasi sedangkan yang kedua memanggil gerak osilasi.
    Gerak osilasi adalah repetitif dan berfluktuasi antara dua lokasi. Pada contoh sebelumnya pergi dari rumah untuk bekerja ke rumah untuk bekerja saya bergerak, tapi pada akhirnya saya tidak pergi ke mana saja. Jenis kedua dari gerak pendulum terlihat dalam (seperti yang ditemukan di jam kakek), bergetar string (senar gitar bergerak tapi kemana-mana), dan laci (membuka, menutup, membuka, menutup - semua yang gerak dan apa-apa untuk menunjukkan untuk itu ). Gerak osilasi ini menarik karena sering membutuhkan jumlah waktu yang tetap untuk osilasi terjadi. Gerak semacam ini dikatakan periodik dan waktu untuk satu osilasi lengkap (atau satu siklus) disebut periode. Gerak periodik adalah penting dalam studi suara, cahaya, dan gelombang lainnya. Potongan besar fisika yang dikhususkan untuk hal semacam gerakan berulang-ulang. Melakukan hal yang sama berulang-ulang dan akan tempat cukup penting, yang membawa kita untuk mengetik berikutnya gerak.
    Gerak rotasi terjadi ketika suatu objek berputar. Bumi berada dalam keadaan konstan gerak, tapi mana gerak yang mengambilnya? Setiap dua puluh empat jam itu membuat satu putaran lengkap pada sumbunya. (Sebenarnya, itu sedikit kurang dari itu, tapi jangan terjebak dalam rincian.) Matahari melakukan hal yang sama, tetapi dalam sekitar dua puluh empat hari. Jadi jangan semua planet, asteroid, dan komet, masing-masing dengan periode sendiri. (Perhatikan bahwa gerak rotasi terlalu sering periodik.) Pada tingkat yang lebih biasa, bola bocce, CD, dan roda juga berputar. Itu harus menjadi contoh cukup untuk membuat kita sibuk untuk sementara.
Bab-bab dalam bagian buku ini tentang mekanika pada dasarnya diatur dalam urutan ini ...

    translasi
    rotasi
    osilasi
Apakah ada tambahan jenis gerak? Yah, itu tergantung pada siapa Anda bertanya dan ketika Anda meminta mereka. Semua gerak translasi pada dasarnya sampai batas tertentu, yaitu untuk mengatakan, Anda tidak bisa bergerak kecuali jika Anda (atau bagian dari Anda) bergerak dari satu tempat ke tempat lain. Ada kemungkinan keempat jenis gerak yang terjadi mana-mana dalam jangka panjang (tidak sengaja, tentu saja) namun tidak mengharuskan objek pernah kembali ke lokasi tertentu.

    Gerak acak terjadi karena salah satu dari dua alasan.
        Beberapa gerak diprediksi dalam teori tetapi tak terduga dalam praktek, yang membuatnya tampak acak. Sebagai contoh, sebuah molekul tunggal dalam gas akan bergerak bebas sampai menyerang molekul lain atau salah satu dinding berisi itu. Arah molekul perjalanan setelah tabrakan seperti ini benar-benar sesuai dengan teori diprediksi saat mekanika klasik. Setiap pengukuran ketidakpastian yang berhubungan dengan itu. Setiap perhitungan dibuat dengan menggunakan hasil pengukuran akan membawa ketidakpastian bahwa seiring. Sekarang bayangkan bahwa Anda sedang mencoba untuk memprediksi gerakan satu miliar atom gas dalam sebuah wadah. (Itu jumlah yang kecil, by the way.) Setelah mengukur posisi dan kecepatan dari masing-masing seakurat mungkin, Anda memasukkan data di komputer mengerikan dan membiarkannya melakukan perhitungan untuk Anda. Karena pengukuran yang terkait dengan molekul masing-masing sedikit off, putaran pertama perhitungan akan sedikit salah. Angka-angka yang salah maka akan digunakan pada putaran berikutnya perhitungan dan hasilnya akan menjadi sedikit lebih salah. Setelah miliar perhitungan, kesalahan diperparah akan membuat hasil tidak berguna. Molekul bisa di mana saja dalam wadah. Jenis keacakan disebut kekacauan.
        Beberapa gerakan tak terduga dalam teori dan benar-benar acak. Misalnya, gerak elektron dalam atom pada dasarnya tidak terduga karena konspirasi aneh alam dijelaskan oleh mekanika kuantum. Semakin keras Anda mencoba untuk menemukan elektron, semakin sedikit Anda tahu tentang kecepatannya. Semakin keras Anda mencoba untuk mengukur kecepatannya, semakin sedikit Anda tahu tentang lokasi. Ini adalah kualitas mendasar dari benda-benda kecil seperti elektron dan tidak ada jalan lain. Meskipun elektron sering dikatakan "orbit" inti atom, tegasnya, hal ini tidak benar. Probabilitas untuk menemukan elektron pada setiap titik tertentu dalam ruang diprediksi, tapi bagaimana itu bisa dari tempat pertama yang diamati untuk yang kedua sebenarnya pertanyaan berarti. Tidak ada nama untuk jenis gerak karena konsep gerak bahkan tidak berlaku.
fisika
Sebelum Renaissance, karya-karya paling signifikan dalam mekanika adalah mereka ditulis dalam Abad Keempat SM oleh filsuf Yunani Aristoteles alias Αριστοτέλης (384-322 SM) - ini adalah Mekanika, Di Surga, dan Alam atau dalam Μηχανικά Yunani (Mekhanika ), Περί Ουρανού (Peri Uranu), dan Φυσική Ακρόασις (Fysike Akroasis). Meskipun bagian pertama dari setiap buku fisika umum tentang mekanika, Mekanika Aristoteles mungkin tidak ditulis oleh dia dan tidak akan dibahas di sini. Di Surga akan dibahas kemudian dalam buku ini.
Alam adalah karya Aristoteles yang paling relevan untuk buku ini. Itu karena asal kata fisika. Nama lengkap Φυσική Ακρόασις (Fysike Akroasis) diterjemahkan harfiah untuk "Pelajaran di Alam" tetapi "Pelajaran di Alam of Things" mungkin lebih setia. Alam mengakuisisi bertubuh besar di dunia Barat dan telah diidentifikasi hampir hormat oleh para akademisi sebagai Τὰ Φυσικά (Ta Fysika) - Fisika itu. Dalam buku ini Aristoteles memperkenalkan konsep ruang, waktu, dan gerak sebagai elemen dalam suatu filsafat yang lebih besar dari alam. Akibatnya, seseorang yang mempelajari sifat hal itu disebut "filsuf alam" atau "fisika" dan subjek yang mereka pelajari itu disebut "filsafat alam" atau "fisika". Kebetulan, ini juga merupakan asal dari "dokter" kata (orang yang mempelajari sifat tubuh manusia) dan "tubuh" (sifat atau keadaan tubuh manusia).
Aristoteles mengaku banyak hal tentang dunia fisik dan tentu saja seorang pemikir besar untuk waktunya. Sayangnya pernyataan ilmiah biasanya salah - kadang-kadang lucu. Filsuf Inggris, Bertrand Russell (1872-1970) menyusun daftar pelanggaran Aristoteles terburuk pada tahun 1943 esainya Sebuah Garis Besar Sampah Intelektual.

    Aristoteles, meskipun reputasinya, penuh dengan absurditas. Dia mengatakan bahwa anak-anak harus dipahami di musim dingin, ketika angin di utara, dan jika orang menikah terlalu muda anak-anak akan perempuan. Dia mengatakan kepada kita bahwa darah wanita adalah hitam maka laki-laki, bahwa babi adalah hewan yang hanya bertanggung jawab terhadap campak; bahwa gajah menderita insomnia harus memiliki bahu yang digosok dengan garam, minyak zaitun, dan air hangat; bahwa perempuan memiliki gigi lebih sedikit daripada pria, dan sebagainya.
Aristoteles adalah seorang filsuf, bukan ilmuwan, Dia kadang-kadang dikreditkan sebagai penemu logika. ("Menciptakan" mungkin terlalu kuat kata di sini Tentu saja tanpa Aristoteles, logika akan berkembang secara berbeda..) Dan logika dan penalaran adalah pusat untuk ilmu pengetahuan, sehingga tampaknya logis dan masuk akal untuk mengasumsikan bahwa Aristoteles bisa saja salah satu ilmuwan pertama . Sayangnya, itu bukan cara itu pergi. Russell mengatakan itu yang terbaik.

    Aristoteles bisa menghindari kesalahan dengan berpikir bahwa wanita memiliki gigi yang lebih sedikit dibanding pria, oleh perangkat sederhana meminta Mrs Aristoteles untuk menjaga mulut terbuka sementara dia menghitung.
Ilmu berbeda dari kegiatan manusia lainnya. Tidak peduli apa yang Anda alasan sendiri ke logis (semua angsa berwarna putih), apa yang Anda rasakan secara emosional (anjing lebih baik dari kucing), atau apa yang diterima budaya (di sana tidak ada ruang untuk domba di negara sapi). Pada akhirnya, itu semua bermuara pada observasi.
Pernyataan "wanita memiliki gigi yang lebih sedikit daripada pria" terkenal sekarang, bukan karena Aristoteles mengatakan itu, tapi karena Russell berkata Aristoteles mengatakan. Kutipan asli berasal dari Aristoteles Sejarah Hewan, yang saya berhasil temukan dalam kedua bahasa Yunani asli dan terjemahan bahasa Inggris.Ἔχουσι δὲ πλείους οἱ ἄρρενες τῶν θηλειῶν ὀδόντας καὶ ἐν ἀνθρώποις καὶ ἐπὶ προβάτων καὶ αἰγῶν καὶ ὑῶν · ἐπὶ δὲ τῶν ἄλλων οὐ τεθεώρηταί πω. Pria memiliki gigi lebih dari perempuan dalam kasus pria, domba, kambing, dan babi, dalam hal pengamatan hewan lain belum dibuat
Bagaimana ironis mencengangkan.
Keadaan yang menyedihkan ini urusan bertahan di dunia Barat untuk kira-kira setengah milenium. Ini mengambil dari Pisa Italia Galileo Galilei (1564-1642) untuk menunjukkan kepada dunia bagaimana untuk melihat.