شاخه های مکانیک

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: شاخه های مکانیک

مکانیک یکی از شاخه.های فیزیک است که به مطالعه حرکات ماده و نیروهایی که باعث آن حرکات می.شود اقدام می.کند. دانش مکانیک که بر مبانی متعددی هم.چون زمان، مکان، نیرو، انرژی، و ماده بنا گردیده است، در مطالعه تمامی شاخه.ها و شعبه.های فیزیک، شیمی، زیست شناسی، و مهندسی به کار گرفته می.شود.
مکانیک مجموعه گسترده.ای از دانش است که سابقه آن از تاریخ مدون بشری فراتر می.رود.
در گذشته در منابع فارسی و عربی بخشی از دانش مکانیک را که به ساخت وسائل مکانیکی و قوانین حاکم بر آن.ها مربوط می.شد علم حیل می.نامیدند.
دانش مکانیک به دو زمینه اصلی مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی بخش می.شود.
مکانیک کلاسیک (یا مکانیک نیوتنی) بیان ریاضی حرکت و نیرو در پدیده.های ماکروسکپی طبیعت است. کارهای دانشمندانی مانند تیکو براهه و کپلر و گالیله و به.ویژه نیوتن این دانش را برپایه.های نظری قرارداد. بعدها نیز دانشمندانی مانند، دالامبرت، لاگرانژ، همیلتون و ژاکوبی فرمولبندی.های جدیدی از این مبحث ارائه دادند.

با آن.که مکانیک کلاسیک توصیف دقیقی از پدیده.های ماکروسکپی در سرعت.های بسیار کمتر از سرعت نور به.دست می.دهد و در پدیده.های روزمره وسیله اصلی کار مهندسان و فیزیک.دانان است، در توضیح پدیده.های مربوط به سرعت.های زیاد (نزدیک به سرعت نور) و پدیده.های میکروسکپی به.کار نمی.آید. در قرن بیستم برای رفع این اشکالات رشته مکانیک کوانتومی به.وجود آمد. پدیده سرعت.های زیاد را اینشتین با نظریه نسبیت خود توجیه کرد ولی برای حل مشکلات پدیده.های میکروسکوپی به قوانین و نظریه.های کاملاً جدیدی احتیاج داریم که در مجموع مکانیک کوانتومی را تشکیل می.دهند.

آیروالاستیسیته نيز شاخه.ای از علم مکانیک است که با پدیده.های فیزیکی سروکار دارد که دربرگیرنده یک اثر متقابل قوی بین نیروهای آیرودینامیک، نیروهای سازه ایی (الاستیک) و نیروهای اینرسی باشند.

آیرودینامیک یا هواپویش، شاخه.ای از دینامیک گازها و در حالت کلی.تر دینامیک سیّالات است که به بررسی رفتار جریان هوا و اثر آن بر اجسام متحرک می.پردازد. منظور از حل یک مسألهٔ آیرودینامیکی، محاسبهٔ میدان سرعت، فشار، و دمای هوا در اطراف یک جسم است. برای این منظور باید معادله.های حاکم بر جریان سیّال را حل کرد. سپس به کمک حل به دست آمده می.توان نیروها و گشتاورهای وارد بر جسم را حساب کرد.
مسأله.های آیرودینامیکی را می.توان از جنبه.های مختلف طبقه.بندی کرد. یک طبقه.بندی معمول بر اساس الگوی جریان هواست. اگر مسألهٔ آیرودینامیکی مربوط به جریان هوا در اطراف یک جسم باشد به آن آیرودینامیک بیرونی و اگر مربوط به جریان هوا داخل یک محیط بسته باشد به آن آیرودینامیک درونی گفته می.شود. مثال آیرودینامیک بیرونی، جریان هوا در اطراف یک هواپیما و مثال آیرودینامیک درونی، جریان هوا داخل یک موتور جت یا تونل باد است.

روش اول طبقه.بندی بر اساس چگالی هواست. اگر چگالی جریان هوا در همهٔ نقاط میدان سیّال ثابت باشد و با زمان تغییر نکند، جریان تراکم.ناپذیر و در غیر این صورت تراکم.پذیر است.
روش دوم طبقه.بندی مسأله.های آیرودینامیکی بر اساس عدد ماخ جریان هوا است. اگر عدد ماخ کوچک.تر از یک باشد جریان فروصوتی، اگر نزدیک یک باشد جریان هَماصوتی، اگر بزرگ.تر از یک و کوچک.تر از پنج باشد جریان زبرصوتی، و اگر بزرگ.تر از پنج باشد جریان فوق.صوتی خوانده می.شود.
روش سوم طبقه.بندی بر اساس گرانروی هواست. اگر ضریب گرانروی ناچیز فرض شود جریان غیرلزج و در غیر این صورت لزج خوانده می.شود.
مهم.ترین کاربرد آیرودینامیک در مهندسی هوافضا است. البته آیرودینامیک کاربردهای زیاد دیگری هم دارد. در مهندسی خودرو، از آیرودینامیک برای طراحی بدنهٔ خودرو استفاده می.شود تا نیروی پسای خودرو کم شود. مهندسان سازه از آیرودینامیک برای تحلیل اثر هواکشسانی جریان باد بر سازه.هایی مثل آسمان.خراش.ها یا پل.هایابرج.ها استفاده می.کنند.

مهندسی مکانیک شاخه.ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه.اندازی دستگاه.ها و ماشین.ها سروکار دارد. همچنین این رشته در ارتباط نزدیک با ماشینهایی است که کارهای متنوع بسیار و یا تبدیل انرژی.های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته.ای و انرژی شیمیایی را به انرژی حرکتی انجام می.دهند. مهندسی مکانیک نقش بسزایی در بالا بردن امنیت زندگی، بهبود کیفیت کلی زندگی، و نیز ایجاد شور و نشاط اقتصادی ایفا می.کند. مهندسی مکانیک در نقش زمینه.ای برای سایر علوم فیزیکی می.باشد. به جرات می.توان گفت که مهندسی مکانیک گسترده.ترین رشتهٔ مهندسی از نظر دامنهٔ فعالیت.ها و کاربردها است.
مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم.های مکانیکی و دستگاه.ها و فرآیندهای گرمایی را طراحی کرده و می.سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه.ها، فرآورده.ها و فرآیندها را تولید می.کنند؛ به عنوان نمونه:

موتورها و سیستم.های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاه.های الکتریکی، دستگاه.های پزشکی، اجزا و قطعه.های گوناگون از موتورهای با ابعاد میکروسکوپی گرفته تا چرخ.دنده.های غول.آسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمک رایانه، ماشینی کردن یا خودکارسازی (اتوماسیون) و روباتیک، انواع گوناگونی از فرآورده.های مصرفی از دستگاه.های تهویهٔ مطبوع گرفته تا رایانه.های شخصی و تجهیزات ورزشی، ماشین.ها و دستگاه.هایی که هر یک از فرآورده.های بالا را به صورت انبوه تولید می.کنند.
می.توان گفت تقریباً همهٔ جنبه.های زندگی، در ارتباط با مهندسی مکانیک هستند. هر چیزی که حرکت کند یا انرژی مصرف نماید، احتمالاً یک مهندس مکانیک در طراحی یا ساخت آن نقش داشته است.

چشم.انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و بااستحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل.ها و حرفه.های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می.رود این آهنگ رشد تا سال ۲۰۰۸ میلادی حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش.های صنعتی زیر نقش عمده.ای ایفا می.کنند:

هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فن آوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان.سازی، انواع فرآورده.های مصرفی، انرژی، مشاوره مهندسی و بخش.های دولتی.

هم.چنین صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت.های شغلی هیجان.انگیزی را برای مهندسان مکانیک به وجود آورده.اند تا نیروها و دانش.های زیستی را در هم بیامیزند. همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته.های دیگر بسیار مناسب است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 93]