mini|Poluga je čvrsto tijelo koje se može okretati oko neke čvrste točke, oslonca ili zgloba i vrijedi: F1D1 = F2D2.
mini|Arhimedov vijak.
mini|Heronova kugla ili eolipile.
mini|Skica helikoptera Leonarda da Vincija.
mini|Geometrija planetarnog gibanja: planet () obilazi oko Sunca () po elipsi (-perihel, -afel)
mini|Isaac Newton je objasnio Newtonov zakon gravitacije.
mini|Prikaz rada Venturijeve cijevi koja primjenjuje Bernoullijevu jednadžbu za mjerenje protoka.
mini|Dijagram naprezanja za niskougljični čelik. Hookeov zakon vrijedi u početnom području od 0 do donje granice razvlačenja(2). 1. Vlačna čvrstoća materijala 2. Granica razvlačenja ili σ0,2 3. Lom materijala 4. Područje plastičnih deformacija 5. Područje klonulosti A: Teoretski dijagram rastezanja B: Stvarni dijagram rastezanja (F/A)
mini|Shematski prikaz žiroskopa.
mini|Isaac Newton (1642. – 1728.)
mini|Silnice unutrašnjih sila su gušće u blizini rupe (uobičajeni raspored naprezanja).
mini|Greda je izdužena vodoravna ili kosa nosiva građevna konstrukcija za prenošenje vertikalnih opterećenja na ležaje, oslonjena na svojim krajevima (na jednoj strani pomično, na drugoj nepomično). Prema broju ležaja razlikuju se greda s jednim ležajem (konzolna), s dva ležaja (prosto oslonjena, s prepustima), s više ležaja (kontinuirana).
mini|Konzola je konstrukcijski element kojemu je jedan kraj ukliješten u zid ili u koji drugi dio konstrukcije, a drugi mu je kraj slobodan.
mini|Opruga za koju vrijedi Hookeov zakon: sila F je srazmjerna (proporcionalna) rastezanju opruge x.
mini|Newtonova zamišljena topovska kugla: ako bi top na nekoj uzvisini ispalio kuglu s brzinom manjom od brzine kruženja (vk = 7.9 km/s) ona bi imala putanju A ili B i pala bi na Zemlju; ako bi kugla išla brzinom kruženja ona bi imala kružnu putanju C i gibala bi se stalnom brzinom; ako bi kugla krenula brzinom većom od brzine kruženja ona bi putovala po elipsi D; ako bi kugla krenula brzinom većom od brzine oslobađanja (vo = 11.2 km/s) ona bi putovala po hiperboli E i napustila bi Zemlju.
mini|Prikaz fotoelektričnog učinka.
mini|Bohrov model atoma vodika. Mehanika (grč. μηχανιϰὴ, mēhanikē, 'naprava, sprava, stroj'; kasnolat. mechanica < grč. μηχανιϰὴ [τέχνη], od μηχανιϰός 'domišljat') najstarija je i najveća od osnovnih grana fizike. Proučava najjednostavnije oblike gibanja materije (mehanička gibanja) ili promjene položaja materijalnih tijela u prostoru ovisno o vremenu. Promjene položaja tijela posljedice su nekog vanjskog uzroka ili sile pa se u mehanici proučavaju i sile (istražuju se uzroci gibanja). Pri tome se proučavaju opće zakonitosti uzajamna djelovanja između tijela i sile, koje se zatim provjeravaju pokusom. Osnovni problemi kojima se bavi mehanika jesu gibanje tijela i ravnoteža sila.
Polazeći od osnovnih pojmova mehanike, prostora, vremena, sile i mase, Isaac Newton postavio je tri osnovna zakona (aksioma) mehanike na kojima se zasniva Newtonova ili klasična mehanika. Teorijska proučavanja pojava i zakona gibanja, određivanje njihovih zakonitosti i poučaka bez obzira na njihovo značenje u stvarnom životu i upotreba samo matematičkih sredstava pripadaju teorijskoj ili racionalnoj mehanici. Mehanika u kojoj se zakoni i metode teorijske mehanike primjenjuju u tehnici zove se tehnička ili primijenjena mehanika.
U mehanici se uglavnom primjenjuje dedukcija (deduktivna metoda): najprije se odrede (formuliraju) opći pojmovi i zakoni, a zatim se logičkim zaključivanjem s pomoću matematičkih i geometrijskih metoda izvode ostali poučci. Pri tome se polazi od najjednostavnijih objekata: čestice i krutog tijela, a zatim se postupno uzimaju u obzir i druga fizikalna svojstva (elastičnost, plastičnost i slično) te se tako približuje točnijem poznavanju zakona gibanja i ravnoteže stvarnih tijela u prirodi.
Zakoni i metode mehanike imaju široku primjenu u znanosti pri rješavanju najrazličitijih i često složenih tehničkih problema. Svi tehnički proračuni pri projektiranju i gradnji građevina, strojeva i mehanizama, vozila ili pri proučavanju leta upravljivih i neupravljivih svemirskih letjelica i inih zasnivaju se na zakonima mehanike. Posebno značenje dobila je mehanika kada je započelo doba istraživanja svemira umjetnim nebeskim tijelima. Proračuni svemirskih putanja i razrada metoda upravljanja letom svemirskih letjelica vrlo su složeni mehanički problemi. "Tehnička enciklopedija" (Mehanika), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
Pretpostavke u mehanici Proučavanje gibanja materijalnih tijela u mehanici osniva se na sljedećim pretpostavkama: česticom (materijalnom točkom) smatra se tijelo zanemarljivo malih mjera, ali konačne mase; taj je pojam osobito važan u dinamici, dok se u kinematici može svesti na geometrijsku točku. Ulogu čestice može imati središte inercije sustava čestica, pri čemu se smatra da je u njima usredotočena masa cijelog sustava, na primjer planeti su čestice ako se promatra njihovo gibanje oko Sunca ne uzimajući u obzir njihovu vlastitu vrtnju (rotaciju); apsolutno čvrsto (kruto) tijelo naziva se tijelo u kojemu razmak između dvije bilo koje njegove točke ostaje uvijek nepromijenjen. Ako se taj razmak mijenja, tijelo se zove čvrsto (deformabilno); pretpostavka o neprekidnoj sredini (kontinuumu) dopušta promjenu uzajamnog rasporeda osnovnih (elementarnih) volumena (obujma). Tada, za razliku od krutog tijela, treba zadati beskonačno mnogo čimbenika (parametara) da se odredi gibanje tijela. U neprekidne sredine pripadaju čvrsta, tekuća i plinovita tijela.
Osnovna podjela mehanike Mehanika se obično razvrstava na: mehanika čestice (materijalne točke), mehanika sustava čestica (materijalnih točaka), mehanika čvrstog (krutog) tijela bavi se proučavanjem gibanja i ravnoteže tijela kod kojih se relativni položaj točaka tijela ne mijenja. Često je dovoljno proučavati samo gibanje težišta, što se onda svodi na mehaniku čestice (materijalne točke). Dijeli se na: statika, kinematika, dinamika, mehanika deformacija. analitička mehanika mehanika neprekidnih sredina (mehanika kontinuuma), koja se dalje dijeli na: nauka o čvrstoći ili mehanika čvrstih tijela proučava promjene oblika (pomaci, deformacije) i unutrašnje sile (naprezanja) čvrstih tijela, koja mogu biti elastična, plastična, visokoelastična i slično. mehanika fluida ili hidromehanika (mehanika plinova ili aeromehanika, dinamika plinova ili aerodinamika), hidraulika, zakone mehanike primijenjene za potrebe građevinarstva, strojarstva, gradnje brodova, zrakoplova i tako dalje proučava primijenjena ili tehnička mehanika, nebeska mehanika, statistička mehanika, prema metodi rješavanja problema razlikuje se i eksperimentalna mehanika, kvantna mehanika, relativistička mehanika.
Da bi se zadovoljili posebni problemi pojedinih grana u različitim područjima tehnike, razvila su se posebna područja tehnike, kao na primjer teorija mehanizama, dinamika strojeva, teorija žiroskopa, balistika, dinamika raketa, koje primjenjuju zakone mehanike krutog tijela. Nauka o čvrstoći ili otpornosti materijala i hidraulika imaju zajedničke osnove s teorijom elastičnosti, odnosno hidrodinamikom, ali one se bave praktičnim metodama proračunavanja, koje neznatno mijenjaju rezultate pokusa. Mehanika kao najstarija grana fizike razvijala se usporedno s drugim granama fizike, kao na primjer termodinamikom, optikom i drugim.
Statika
Statika je područje mehanike u kojem se proučavaju uvjeti ravnoteže, promatrajući mirovanje kao posebni slučaj gibanja. U statici se radi samo s pojmovima: prostor i sila.
Kinematika
Kinematika je područje mehanike u kojem se proučava gibanje tijela bez obzira na uzrok zbog kojeg je takvo gibanje nastalo. Gibanje se promatra pri zadanim geometrijskim uvjetima u zavisnosti od vremena i, prema tome, radi samo s pojmovima: prostor i vrijeme.
Dinamika
Dinamika je područje mehanike u kojem se proučava zavisnost između gibanja i sila koje djeluju na tijelo, uzimajući u obzir i njegovu masu, pa radi samo s pojmovima: prostor, vrijeme, sila i masa.
Analitička mehanika
Analitička mehanika je formulacija klasične mehanike koja koristi varijacijske principe kako bi izvela jednadžbe gibanja. Razlikuje se od vektorske mehanike (Newtonove mehanike) po tome što se ne koriste vektorske veličine i 3. Newtonova zakona, nego se koriste skalarne veličine, točnije funkcionali (funkcije čije su varijable funkcije, Funkcionalna analiza), a rezultati se izvode varijacijom tih istih skalarnih veličina. Lanczos, Cornelius (1970). The variational principles of mechanics (4th ed.). New York: Dover Publications Inc. Introduction, pp. xxi–xxix. ISBN 0-486-65067-7.
Analitička mehanika se dijeli na različite formalizme. Najpoznatiji formalizmi su Lagrangeova mehanika, Hamiltonova mehanika i Hamilton-Jacobijeva formulacija. Hamilton-Jacobijeva ujedinjuje optiku i klasičnu mehaniku u jednu cjelinu i nudi elegantan prijelaz na kvantnu mehaniku.Goldstein, Herbert (1980). Classical Mechanics (2nd ed.). Reading, MA: Addison-Wesley. pp. 490–491. ISBN 978-0-201-02918-5.
Nauka o čvrstoći
Nauka o čvrstoći je grana mehanike koja proučava čvrstoću, krutost i stabilnost konstrukcija i strojeva, te jednostavnih konstrukcijskih cjelina. Čvrstoća konstrukcije je sposobnost prenošenja sila i opterećenja bez loma materijala, trajnih plastičnih deformacija ili oštećenja (pukotina). Krutost konstrukcije je otpornost konstrukcije prema deformiranju. Elastična stabilnost konstrukcije je sposobnost konstrukcije da zadrži početan ravnotežni oblik. Gubitak elastične stabilnosti naziva se izvijanje.
Osim naziva nauka o čvrstoći upotrebljava se i naziv otpornost materijala. Oba su naziva tradicionalna i ne odgovaraju u potpunosti. Ne radi se o otpornosti (čvrstoći) materijala, nego o čvrstoći dijelova konstrukcija! Međutim, osim čvrstoće proučava se još krutost i stabilnost, pa ni naziv nauka o čvrstoći nije potpuno prikladan, iako je bolji od naziv otpornost materijala. Bolji naziv bio bi mehanika deformabilnih čvrstih tijela, slično nazivu mehanika krutih tijela ili mehanika fluida. Nauka o čvrstoći je u prvom redu tehnička (inženjerska) disciplina kojoj je svrha da što jednostavnijim metodama na zadovoljavajući, približan način riješi probleme iz tehničke prakse. Ponekad se susreće i naziv elastostatika, koja proučava statičke probleme elastičnih tijela. Ni taj naziv nije dobra zamjena za naziv nauka o čvrstoći, jer ona proučava i neelastična tijela i dinamičke probleme, pa se čini opravdanim zadržati naziv nauka o čvrstoći. "Tehnička enciklopedija" (Nauka o čvrstoći), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
Mehanika fluida
Mehanika fluida ili hidromehanika je grana fizike koja proučava zakone ravnoteže i strujanja fluida, a obuhvaća hidrostatiku i hidrodinamiku. Polazi od pretpostavke da su fluidi neprekidni odnosno zanemaruje njihovu molekulsku građu. Zakoni su jednaki za tekućine i plinove, dok je stišljivost plinova zanemariva. Nastojanja da se otkriju zakoni gibanja tekućine sežu u najdalju prošlost, no znanstvenu je podlogu hidromehanika dobila u 17. stoljeću (Daniel Bernoulli, Jean le Rond d'Alembert, Leonhard Euler). Najprije se razvila takozvana klasična hidromehanika, kojoj je predmet proučavanja idealna ili savršena tekućina, to jest tekućina bez trenja (viskoznost), nestlačiva i nerastegljiva. Međutim, mnogi rezultati dobiveni takvim idealiziranjem nisu bili upotrebljivi u praksi i to osobito zbog zanemarivanja trenja. Zbog toga se nastoje odrediti prirodni zakoni prema kojima se vladaju realni fluidi (hidraulika). Rješavanje problema hidromehanike može biti matematički složeno pa se danas najčešće koriste numeričke metode i računala.
Primijenjena ili tehnička mehanika