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Mechanik

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Mechanik (Begriffsklärung) aufgeführt.

Die Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie befasst sich mit der Bewegung von Körpern und der Einwirkung von Kräften. In der Kinematik befasst sie sich aufbauend auf den Begriffen von Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung mit der Bewegung von Körpern in Raum und Zeit und stellt in der Dynamik den Zusammenhang dieser Bewegungen mit der Masse und den wirkenden Kräften her. Die Dynamik wiederum kann unterteilt werden in die Statik und die Kinetik.

Derzeit besteht keine geschlossene Theorie der Mechanik. Für unterschiedliche Bereiche gilt einerseits die Relativitätstheorie, andererseits die Quantentheorie. Beide enthalten als Spezialfall die klassische Mechanik, sind aber nicht unmittelbar miteinander vereinbar. Zur Lösung des Dilemmas wird eine hypothetische Theorie der Quantengravitation postuliert.

Neben ihrer zentralen Stellung in der Physik stellt die Mechanik die Grundlagen für weite Bereiche der Technik. Die in den Ingenieurwissenschaften zur Anwendung kommende Technische Mechanik beschränkt sich einerseits auf die Anwendung der klassischen Mechanik, nimmt andererseits weitergehende Differenzierungen und Spezialisierungen vor.

Gebiete der Mechanik

Es bestehen zwei verschiedene Systeme der Gliederung der Mechanik. Nach den grundlegenden Eigenschaften der untersuchten Körper wird die Mechanik folgendermaßen eingeteilt:

  • Stereomechanik: Die Mechanik der Massepunkte und starren Körper
  • Kontinuumsmechanik: Die Mechanik kontinuierlich ausgedehnter Körper, im Einzelnen:
    • Elastomechanik: Die Mechanik der elastischen Verformungen
    • Plastomechanik: Die Mechanik der plastischen Verformungen
    • Fluidmechanik: Die Mechanik der Flüssigkeiten, Gase und Plasmen
Strukturierung der Mechanik nach den grundlegenden physikalischen Vorgängen.

Die zweite Einteilung ist die nach den betrachteten grundlegenden physikalischen Vorgängen:

  • Kinematik: Die Lehre von den Bewegungen ohne Berücksichtigung der Kräfte
  • Dynamik: Die Lehre von den Kräften, im Einzelnen:
    • Statik: Die Lehre vom Gleichgewicht der Kräfte an ruhenden Körpern
    • Kinetik: Die Lehre von Kräften und Bewegungen

Ein Sondergebiet der Mechanik ist die Statistische Mechanik, die das Verhalten von Vielteilchensystemen, z. B. in der Thermodynamik, beschreibt.

Thermodynamik und Akustik sind auf die Mechanik zurückzuführen, werden jedoch nur selten als deren Teilgebiete angegeben, sondern meist als eigenständig betrachtet.

Geschichte

Archytas von Tarent (435/410 v. Chr.–355/350 v. Chr) begründete die Mechanik. Die Grundlagen der Statik gehen zurück auf Archimedes (etwa 287 v. Chr.–212 v. Chr.). Die Grundgesetze der Kinetik wurden von Galileo Galilei (1564–1642) und Isaac Newton (1643–1727) entwickelt. Albert Einstein fand 1905 die spezielle Relativitätstheorie, die er 1916 zur allgemeinen Relativitätstheorie erweitern konnte. Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger begründeten 1925 die Quantentheorie.

Siehe auch

Literatur

  • H. Goldstein, C. P. Poole, J. L. Safko: Klassische Mechanik. Wiley-VCH, Weinheim 2006.

Weblinks

 Wiktionary: Mechanik – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Wikibooks Wikibooks: Mechanik realer Körper – Lern- und Lehrmaterialien
Wikibooks Wikibooks: Mechanik starrer Körper – Lern- und Lehrmaterialien
 Wikisource: Mechanik – Quellen und Volltexte


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