מכניקה

מֵכָנִיקָה (מיוונית: μηχανική) היא ענף מדעי העוסק בהתנהגות גוף פיזי כאשר מופעל עליו כוח או העתק, וההשלכות מכך על סביבת הגוף. ניתן להגדיר את המכניקה כתורה העוסקת בתנועה של גופים ובכוחות המופעלים עליהם. המכניקה מתחלקת לשני ענפים מרכזיים, סטטיקה ודינמיקה. בהתאם לכך, ניתן לחלק כל תת תחום שלה לשני הענפים האלה. בתחומים מסוימים המכניקה תקבע שאין הבדל בין גוף בתנועה לגוף סטטי, ובחלק מהתחומים זה הבדל מהותי לניתוח המכני של הגוף.

המכניקה היא התחום הבסיסי ביותר בפיזיקה, גם מבחינת ההתפתחות ההיסטורית שעברה הרבה דרך המכניקה, גם מבחינת המושגים המוגדרים בה שיתר התחומים משתמשים בהם תדיר, וגם מהבחינה האינטואיטיבית, שכן המכניקה עוסקת בעולמנו היומיומי. בשל כך, הוראת הפיזיקה ברוב המסגרות מתחילה במכניקה.

בין המושגים שמוגדרים ומנותחים במכניקה:

• העתק, מהירות ותאוצה;
• מסה ומשקל;
• כוח ומומנט כוח;
• חוקי שימור;
• עבודה ואנרגיה;
• תנע קווי ותנע זוויתי;
• כוחות מדומים ומערכות ייחוס;
• כבידה;
• תנועה הרמונית.

היסטוריה

תחילתו של הענף ביוון העתיקה בכתבי אריסטו וארכימדס. בתקופה זו הייתה מקובלת הפיזיקה של אריסטו כאמת מדעית.

בתחילת העת החדשה, מדענים כמו גלילאו גליליי, יוהאנס קפלר ובמיוחד אייזק ניוטון הניחו את היסודות למה שכיום מוכר כמכניקה קלאסית - ענף של הפיזיקה העוסק בגופים העומדים או נעים במהירות הנמוכה בהרבה ממהירות האור. בהתאם לעקרונות של המכניקה הקלאסית, נוסחו תורות נוספות הבוחנות תנועה של גופים מורכבים יותר, כמו מכניקה של גוף קשיח, מכניקת הזורמים ומכניקת הרצף. כמו כן נבנו לאורך המאות ה-18 וה-19 ניסוחים מופשטים יותר ומתמטיים יותר של המכניקה, הנכללים תחת הקטגוריה של מכניקה אנליטית.

בראשית המאה העשרים, נוסחו תורת היחסות הכללית והפרטית בידי אלברט איינשטיין העוסקות בגופים הנעים במהירות האור או במהירויות קרובות אליה וסותרות את התחזיות של המכניקה הקלאסית במהירויות כאלה. במקביל התגבשה תורה מדעית נוספת בתחום - מכניקת הקוונטים, זו העוסקת בדינמיקה של חלקיקים בסקאלות קטנות (מסדר גודל אטומי).

בעוד שהמכניקה הקלאסית היא מערכת שלמה ומסודרת, שהמחקר בה - בהכללה כמובן - הגיע לתומו, הרי שמכניקת הקוונטים עדיין סובלת מסתירות בסיסיות וחוסר הבנה שלמה של חוקיה. לשם השלמתה של מכניקת הקוונטים, חסרה התאוריה של הכול שהמדע מתקשה להגדירה.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מכניקה בוויקישיתוף

• מכניקה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• מכניקה, דף שער בספרייה הלאומית

ערך זה הוא קצרמר בנושא מדעים. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.