بخشی از مقاله
بحث ديناميك در رشتة مكانيك
فهرست:
نيوتن بنيان گذار علم ديناميك
فيزيك چيست ؟
شاخه هاي سنتي فيزيك
ترمو ديناميك
انتقال حرارت
گرايش حرارت و سيالات
مکانيک سيالات
مكانيك و زيرشاخه هاي آن
مباني حركت
بردار جابجايي
بردار مكان
نظريات كانت در مورد علم ديناميك
نيوتن بنيان گذار علم ديناميك
نوشته‌هاي "نيوتن" به صورت كتاب منتشر مي‌شود .
نامه‌ها و نوشته‌هاي "ايزاك نيوتن" دانشمند و فيزيكدان بزرگ جهان در يك كتاب منتشر مي‌شود. نامه‌ها و دست نوشته‌هاي ايزاك نيوتن كه از زمان مرگ وي تاكنون حفظ شده است، به صورت كتاب منتشر مي‌شود. قرار است، اصل اين دست نوشته‌ها كه در كتابخانه ملي فلسطين اشغالي نگهداري مي‌شود، در قالب كتاب در اختيار همگان قرار گيرد.
استفاده از اين دست نوشته‌ها و مستندات كه در يك حراجي لندن در سال ۱۹۳۶خريداري شد، تنها براي نويسندگان و انديشمندان مجاز است.
برخي از اين نوشته‌ها گوياي ايمان و باورهاي مذهبي نيوتن و بهره‌مندي وي از كتاب انجيل در مكاشفات علمي اين دانشمند است.
سه قانون مهم در علم فيزيك كه توسط اين فيزيكدان برجسته كشف شد، زيربناي تحولات بنياديني در علم ديناميك و فيزيك شد.
نيوتن در روز كريسمس سال ۱۶۴۲ميلادي در محله لينكلن وولزتروپ انگلستان به دنيا آمد.
اين انديشمند انگليسي كه خدمات شاياني به دنياي علم كرد، سرانجام در سن ۸۴سالگي و به علت ابتلا به بيماري آنژين صدري و تصلب شرائن كورنر قلب در ۲۰مارس سال ۱۷۲۷درگذشت.
فيزيك چيست ؟
فيزيك يكي از شاخه هاي مهم " شايد مهم ترين " علومم طبيعي بوده و بررسي تمام پديده هاي طبيعي را به نحوي زير پوشش خود قرار مي دهد . علم فيزيك در مطالعه عناصر تشكيل دهنده ماده يا جسم مادي و عمل متقابل اين عناصر غير قابل انكار و بررسي چنين برهم كنشها ، خواص جسم مادي را در پيش روي ما قرار داده و دسترسي به مجهولات پديده هاي طبيعي را آسان مي كند .
فيزيك علاوه بر بررسي ساختار جسم مادي و عوامل تشكيل دهنده آن ، ارتباط نزديك با ساير علوم طبيعي در رشته و بعنوان يك پديده بنيادي در تمامي پژوهشهاي علمي كاربرد وسيعي را به خود اختصاص مي دهد . بررسي اوضاع و احوال علومي نظير انرژي ، نور ، مكانيك " جامدات و سيالات " شيمي ، نجوم ، زمين شناسي بدون استفاده از فيزيك امكان ندارد
شاخه هاي سنتي فيزيك :
تا پايان قرن نوزدهم و شروع قرن بيستم ، حيطه عمليات علم فيزيك را در علومي نظير ، مكانيك ، ترموديناميك ، الكتريسيته ، مغناطيس ، صدا و نور خلاصه مي دانستند . مثلا ،مكانيك را علم الحركات و نور را براي دستيابي به علم اپتيك و صدا و شنوائي را براي دسترسي به علم اكوستييك و الكترومغناطيس را بعنوان رابط با تمامي شاخه هاي ذكر شده بكار مي گرفتند .
علم مكانيك بعنوان شاخص ترينن رشته هاي علم فيزيك بكار گرفته شد و بسرعت توسعه يافت و بهه دو بخش استاتيك وديناميك تقسيم گرديد. قوانين بيشماري در ارتباط با استاتيك و ديناميك مطرح شد كه اغلب آنها امروز نيز در فعاليتهاي علمي ـ صنعتي ـ ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند " در مقالات آتي به اين قوانين و كاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد ".
در شروع قرن بيستم ديدگاه ها نسبت به علم فيزيك ستخوش دگرگوني گرديد و شاخه جديدي بنام فيزيك نوين خصوصا بررسي انرژي هسته اي بدان اضافه شد .
اين تغييرات بيشتر تحت تاثير انديشه هاي نوين ، ستاره تابناك و جاويدان عالم فيزيك يعني " آلبرت انيشتين " قرار داشت.انيشتين ديده فيزيك دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حركت بكلي دگرگون ساخت و مسائل پيچيده نيروي جاذبه ومعماهاي كهكشانها را حل نمود .
كارهاي علمي انيشتين و معادلات و برداشت او از نيروي جاذبه " كه بنحو چشم گيري با تعريف نيروي جاذبه نيوتن اختلاف دارد " زمان فعلي را پوشش ميدهد و قوانين ارائه شده او برآينده جهان تاثير خواهد گذاشت . ثقل انيشتيني يا " نسببيت عام " همانطوري كه بر اجرام سماوي و اقمار و ستارگان و سفينه ها اثر ميگذارد ، مطمئنا رشته هاي مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد كرد .
چرا كه سرعت در بيدار كردن انرژي نهفته اجسام رل اساسي بازي مي كند و اين مهم در فرمول E= mc انيشتين بيان شده . مي دانيم سرعت و شتاب در كسب ركوردهاي بالا رل اساسي را بازي مي كند و كسب انرژي بالا توسط ورزشكار " يعني فرمول انيشتين " قادر به خلق ركوردهاي غير قابل باور در سالهاي 2500 يا 3000 ميلادي خواهد بود . البته آنچه در رابطه باانرژي نهفته و سرعت گفته شد ، مي تواند بعنوان خيال پردازي تلقي شده ، ولي آينده ركوردهاي حيرت انگيز در رشته هاي گوناگون ورزشي بستگي به سرعت و جذب انرژي دراين راستا دارد .
بهر صورت با بكارگيري و استفاده از ثقل انيشتيني و حذف ثقل نيوتني " به هر حال در مقابل ثقل انيشتيني قابل هضم نيست " كار ركوردها و ورزش نيز بهمين جا ختم نمي شود . به هر صورت فيزيك نوين ايجاب مي كند در هر زمان ، اصول و مباني و تفكرات قبلي دانشمندان علوم رياضي ـ فيزيك مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات جديد بكار رود .
پيچيدگی و گستردگي علوم باعث شده شاخه هاي مختلف علمي و مهندسي پديد آيد.گرايش حرارت و سيالات همانطور که از نام آن پيداست از دو بخش اصلي تشكيل مي شود.
گرايش حرارت و سيالات
سيالات: که درس مكانيك سيالات درس پايه اين بحث مي باشد
حرارت : که دروس ترمو ديناميك و انتقال حرارت از دروس پايه اين بحث مي باشند
سه درس مهم و رياضييات ستونهاي اصلی اين گرايش را تشكيل مي دهند.
حال به تعريف اين سه درس مي پردازيم
ترمو ديناميك : يكي از دروس جذاب و شيرين دنياي مهندسي است و مي توان آن را دانش انرژي و انتروپي ناميد. به زبان عامه ترموديناميك علمي است که با گرما و كار و آن دسته از خواص مواد که با گرما و كار بستگي دارند سرو كاردارد ترمو ديناميك در طراحي اجزاي بخصوصي مانند : توربين بخار پيل سوختني انواع يخچالها موتور موشك موتورهاي احتراق داخلي و... مي باشد
انتقال حرارت : ترمو ديناميك در مورد حالات نهايي يك فرايند بحث مي كند اما در مورد ماهيت اندر كنش و نرخ زماني آن هيچ توضيحي نمي دهد اما در درس انتقال حرارت به گسترش تجزيه تحليلهاي ترمو ديناميكي از طريق مطالعه شيوه هاي انتقال حرارت و بدست آوردن روابطي براي محاسبه نرخ گرما مي پردازيم . مباحث ترمو ديناميك و انتقال حرارت مكمل يك ديگرند. پديده انتقال حرارت در مسائل صنعتي روز كاربرد فراواني دارد به عنوان مثال انتقال گرما در رابطه با تبديل انرژي خورشيدي براي گرمايش و تهويه مطبوع و توليد توان الكتريكي اعم از شكافت هسته اي و گداخت هسته اي و ...
مکانيک سيالات : بررسي و شناخت قوانين حاكم بر سيال است و براي هر کس که بخواهد با سيال برخورد عملي نمايد ضروري مي باشد . علم مكانيك سيالات عبارتند از درک عميق خواص سيالات و كاربرد قوانين اساسي ديناميك و ترمو ديناميك . دروس تهويه و تبريد , توربو ماشين , نيروگاه حرارتي , مكانيك گاز , موتورهاي احتراق داخلي و ... همه با اين سه درس مذكوردر ارتباط مستقيم هستند
آنچه از دست فارغ التحصيلان اين رشته بر مي آيد :
1. طراحي و محاسبه و ساخت كليه وسايل نقليه زميني , هوايي , دريايي و ماشين آلات كشاورزي , راه سازي , نظامي و...
2. طراحي و محاسبه و اجراي شبكه هاي تاسيساتي مربوط به آنها
3. طراحي و محاسبه و اجراي خطوط انتقال آب , گاز , نفت و تاسيسات مربوط به آنها
4. طراحي و محاسبه و ساخت و اجراي مراكزتوليد نيرو شامل نيروگاههاي گازي , آبي , بخاري و تركيبي
5. طراحي و محاسبه و ساخت وسايل تبريد خانگي و صنعتي , تاسيسات حرارتي و برودتي و سرد خانه ها
6. طراحي و محاسبه و اجرا و نظارت بر كار هاي تاسيساتي ساختمانهاي مختلف مسكوني , اداري و صنعتي و مراكزورزشي و ...
7. طراحي و محاسبه و ساخت كليه وسايل احتراقي مانند : مشعل , كوره , محفظه هاي احتراقي , ديگها بخار و...
مكانيك و زيرشاخه هاي آن
مكا نيك : به علمي كه راجع به حركت اجسام بحث ميكند مكانيك گويند . اين علم به دو شاخه زير تقسيم مي شود:
1. حركت شناسي (سينماتيك) : راجع به علم حركت اجسام بدون در نظر گرفتن علت است.
2. ديناميك(قوانين نيوتن و ....) : راجع به علم حركت اجسام با در نظر گرفتن علت است.
مباني حركت
حركت و سكون يك امر نسبي هستند . يعني نسبت به دستگاه خاصي سنجيده مي شوند.
مثال :
دوشخصي كه روي يك نيمكت نششسته اند نسبت به هم ثابت هستند .( از ديدهمديگر ) ولي از ديد شخصي كه در كره مريخ قرار دارد اين دوشخص دارا ي حركت مي با شند. شكل زير :
