Podstawowa koncepcja

Inżynieria mechaniczna to gałąź inżynierii, która bada ruch i siły działające na obiekty. Jest to przedmiot podstawowy i stanowi bazę wielu innych dyscyplin inżynieryjnych. Długość, czas, masa i siła są podstawowymi koncepcjami w inżynierii mechanicznej.

Odległość przebyta przez obiekt, jest fundamentalnym pojęciem w mechanice inżynierskiej. Do opisania odległości używamy współrzędnych względem punktu odniesienia. Długość nie tylko pomaga opisać odległość przebytą przez obiekt, ale także służy do opisywania własności geometrycznych systemów fizycznych.

Na przykład, rozważmy autobus podróżujący z miasta X do miasta Y. Położenie autobusu w określonym czasie można śledzić za pomocą układu współrzędnych.

W tym przypadku długość jest niewystarczająca do opisania zdarzenia, dlatego czas jest stosowany do pomiaru następstwa zdarzenia, takiego jak czas podróży między miastem X a miastem Y. Czas, który mierzy następstwo zdarzenia, jest innym fundamentalnym pojęciem w mechanice inżynierskiej.

Masa jest miarą ilości materii w obiekcie i nie zmienia się wraz z lokalizacją. Masę można zmierzyć, określając w jakim stopniu obiekt opiera się zmianie kierunku lub prędkości, gdy działa na niego siła.

Siła to inna ważna koncepcja w mechanice inżynierskiej, którą definiuje oddziaływanie jednego ciała na drugie. Siły mogą pchać, ciągnąć, przyciągać lub odpychać jeden obiekt od drugiego. Grawitacja jest klasycznym przykładem siły przyciągającej obiekty do siebie.

Popychanie obiektu jest przykładem użycia siły kontaktowej, podczas gdy żelazny kawałek przyciągany do magnesu jest przykładem użycia siły bezkontaktowej.

Mechanika inżynierska opiera się na pewnych założeniach, aby umożliwić możliwość analizę teoretyczną. Po pierwsze, obiekt jest często traktowany jako cząstka o masie, której rozmiar można zaniedbać. Uproszczenie to pozwala opisać ruch obiektu za pomocą prostszych równań matematycznych. Po drugie, niezależnie od jego materiału i obciążenia, cząstka jest traktowana jako ciało sztywne, a odkształcenie jest zaniedbywane. Wreszcie, zastosowane obciążenie jest reprezentowane jako skoncentrowana siła działająca w punkcie na obiekcie. Na przykład, analizując zdolność nośną haka dźwigu, uważa się go za cząstkę, niezależnie od jego rozmiaru i kształtu. Hak jest ciałem niestopniowalnymsztywnym, a siła działa tylko w określonym punkcie na haku.