מכניקה

מכניקה (מיוונית: μηχανική) היא ענף בפיזיקה שעוסק ביחסים בין כוח, חומר ותנועה בגופים פיזיקליים. כוח הוא דחיפה או משיכה שיכולה לשנות את מיקום הגוף. המכניקה נחלקת לשני ענפים מרכזיים: סטטיקה (חקר גופים במנוחה) ודינמיקה (חקר תנועה ושינויי תנועה). כמעט כל תת‑תחום של המכניקה נחקר דרך ההבחנה הזאת.

התחום הוא בסיסי לפיזיקה ולעולם היומיומי. רעיונות שהוא מגדיר משמשים תחומים אחרים של הפיזיקה, ולכן לימוד הפיזיקה בדרך כלל מתחיל במכניקה.

במכניקה דנים במושגים כמו כוח, תנועה, שיווי משקל ותנועת גופים קשיחים, וגם במכניקת זורמים (חקר נוזלים וגזים) ובמכניקת הרצף (תיאור חומרים רציפים). יש גם ניסוחים מתמטיים מתקדמים, שנקראים מכניקה אנליטית, שמסייעים לנסח ולפתור בעיות מסובכות.

ענפי המכניקה החלו כבר ביוון העתיקה אצל אריסטו וארכימדס. בתחילת העת החדשה רוכזו הרעיונות על ידי גלילאו, קפלר ובעיקר אייזק ניוטון, והם יצרו את מה שמכונה היום מכניקה קלאסית. מכניקה קלאסית מתארת גופים בתנועה במהירויות נמוכות יחסית למהירות האור.

במאה ה־20 הופיעו שתי תורות חדשות: תורת היחסות של איינשטיין, שמתארת מה קורה במהירויות גבוהות מאוד, ומכניקת הקוונטים, שמתארת חלקיקים בקנה מידה אטומי. בעוד המכניקה הקלאסית מסודרת ומובנת היטב, מכניקת הקוונטים עדיין מכילה שאלות פתוחות, וחסרה תיאוריה מאוחדת שמחברת ביניהן.

מכניקה היא חלק מהפיזיקה שעוסק בכוחות ותנועה. כוח זה דחיפה או משיכה. תנועה זה שינוי המקום של משהו.

המכניקה מתחלקת לשתי קבוצות עיקריות: סטטיקה, שעוסקת בדברים שעומדים ולא זזים, ודינמיקה, שעוסקת בדברים שנעים. בדרך כלל לומדים את הרעיונות האלה בראשית קורסי הפיזיקה.

בעבר חלו רעיונות על ידי ארכימדס ונוצרת המכניקה הקלאסית על ידי מדענים כמו ניוטון. מכניקה קלאסית מתאימה לחפצים שנעים לאט יחסית לאור.

מאוחר יותר הגיעו שתי תיאוריות חשובות: תורת היחסות של איינשטיין, שמתאימה למהירויות גבוהות מאוד, ומכניקת הקוונטים, שמתעסקת בחלקיקים זעירים מאוד. חוקים אלה עוזרים להבין דברים שהעין לא רואה.