Klassisk mekanikk

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Gå til: navigering, søk

Klassisk mekanikk er den delen av fysikken som dreiar seg om rørslene og eigenskapane til lekamar, og korleis lekamane oppfører seg når dei vert utsette for krefter. Den klassiske mekanikken er berre gyldig for lekamar som er store nok til at ein kan sjå bort ifrå kvantemekaniske påverknader og der rørslene er små nok til at relativistiske korreksjonar ikkje er naudsynte. Ein reknar klassisk mekanikk for å vera gyldig for fart opp til ein tidel av lysfarten. Vert farten større enn dette, seier den spesielle relativitetsteorien at den klassiske mekanikken ikkje vil gje eintydige svar.

Klassisk mekanikk kan delast inn i kinematikk, dynamikk og statikk. Kinematikk er all slags rørsle, same kva rørslene kjem av. Dynamikk og statikk dreiar seg om korleis krefter påverkar rørslene.

Den klassiske mekanikken byggjer i stor grad på storleikar som ein kan måla på eit fysisk objekt. Då tek ein utgangspunkt i grunnleggjande storleikar som masse, rom, posisjon og tid. Ut frå desse vert det avleidd andre storleikar, som fart, hastigheit akselerasjon, kraft, moment, trykk, tettleik, energi osb.

Grunnleggjande teori og samanhengar[endre | endre wikiteksten]

Posisjon og derivata av posisjonen[endre | endre wikiteksten]

Fart[endre | endre wikiteksten]

For å måla farten til ein lekam som har konstant fart, må ein dela lengda lekamen har flytta seg på tida som har gått: 
v= \frac{s}{t}

Akselerasjonen kan ein så finna ved å dela farten på tida: 
a= \frac{v}{t}

Men dersom farten ikkje er konstant, vil dette berre gje gjennomsnittsverdiar. For å finna momentanfarten må ein gå fram på ein annan måte. Ved å måla posisjonen til ein lekam i eit koordinatsystem, kan ein finna ut mykje. Ved å derivera posisjonen som funksjon av tida, kan ein finna momentanfarten. Vert farten derivert, finn ein akselerasjonen.


\ s '= v


\ s '' = v ' = a

Farten er altså eit mål på kor fort posisjonen endrar seg.

Hastigheit[endre | endre wikiteksten]

Det er derimot hastigheita til lekamen, som fortel oss kor fort lekamen flyttar seg i ei viss retning, eller kor fort lekamar flyttar seg i forhold til kvarandre. Dersom lekamen flyttar seg beint oppover, vil hastigheita oppover vera lik farten. Men langs den horisontale aksen vil hastigheita vera lik null, fordi lekamen ikkje flyttar seg framover. Dersom lekamen flyttar seg horisontalt, kan farten vera lik same om forflyttinga er bakover eller framover. Men hastigheita framover vil vera negativ dersom forflyttinga går bakover.

Hastigheita er ein vektorstorleik, det vil seia at han har ein retningsverdi i tillegg til ein fysisk storleik, medan fart er ein skalar storleik, det vil seia at han berre måler den totale forflyttinga. Hastigheita er, på same måte som farten, den deriverte av posisjonen som funksjon av tida. Men når posisjonen er gjeven med ein vektor, finn me altså den storleiken som viser rørsla til lekamen.
\vec{v} = {\mathrm{d}\vec{r} \over \mathrm{d}t}\,\!

Hastigheita er altså eit mål på kor fort posisjonen endrar seg i ei viss retning.

I klassisk mekanikk kan hastigheit adderast og subtraherast. Dersom til dømes ein bil som køyrer i 80 km/t, køyrer forbi ein annan bil som køyrer i 70 km/t mot vest, kan ein trekkja 70 ifrå 80 og få 10 km/t. Frå førar 2 sin ståstad vil bil 1 flytta seg mot vest med 10 km/t. Frå førar 1 sin ståstad vil derimot bil 2 flytta seg 10 km/t mot aust.

Akselerasjon[endre | endre wikiteksten]

Akselerasjonen er den deriverte av hastigheita som funksjon av tida. Det er altså den andrederiverte av posisjonen.
\vec{a} = {\mathrm{d}\vec{v} \over \mathrm{d}t}.

Newtons lover[endre | endre wikiteksten]

Hovudartikkel: Newtons lover
Isaac Newton er den vitskapsmannen som har hatt mest å seia for klassisk fysikk og mekanikk. Han viste samanhengar og fysiske lover som ein i dag ser som sjølvsagte, men som ingen hadde tenkt på den gongen. Newtons sine rørslelover dannar grunnlaget for mykje av den klassiske mekanikken. Måleininga for kraft, newton, er kalla opp etter han.

Newtons første lov[endre | endre wikiteksten]

Newtons første lov seier at når summen av alle kreftene som verkar på ein lekam er null, er akselerasjonen null. Det vil seia at lekamen står i ro eller flyttar seg med konstant fart langs ei rett lina.

Newtons andre lov[endre | endre wikiteksten]

Williams andre lov seier at når ei kraft verkar på ein lekam, vil lekamen få ein akselerasjon som er lik krafta delt på massen til lekamen.
F = {m} \cdot {a}

Newtons tredje lov[endre | endre wikiteksten]

Newtons tredje lov seier at når ei kraft verkar på ein lekam, vil lekamen verka med ei like stor kraft i motsett retning.

Energi og effekt[endre | endre wikiteksten]

Energi er i fysikken definert ut frå arbeid. Måleininga for arbeid og energi, er Joule (1 J = 1 Nm).

Dersom ei kraft verkar på ein lekam slik at lekamen flyttar seg, er det gjort eit arbeid som er produktet av krafta og forflyttinga.

W = {F} \cdot {s}

Dersom forflyttinga og krafta ikkje har lik retning, nyttar ein skalarproduktet av retninga og krafta:
 W = \vec{F} \cdot \Delta \vec{r}

Summen av arbeidet som vert utført på ein lekam med konstant masse, vert det totale arbeidet lik den kinetiske energien som er tilført lekamen:
 W_{\rm total} = \Delta E_k \,\!

Sjå òg[endre | endre wikiteksten]

Kjelder[endre | endre wikiteksten]

  • Callin, Pålsgård, Stadnes og Tellefsen. ERGO Fysikk 1, Aschehoug 2007. Lærebok for FY1 i vidaregåande skule.
    Spire Denne fysikkartikkelen er ei spire. Du kan hjelpe Nynorsk Wikipedia gjennom å utvide han.