MEKANİK kuvvetleri ve bunların etkilerini inceleyen bilim. Fizik biliminin dallarından biridir. Başlıca üç bölüme ayrılır: Hareketleri, kendilerini meydana getiren kuvvetlerden bağımsız olarak ele alan kinematik her türlü hareketin dışında cisimlerin dengesini ve kuvvetlerin cisimler üstündeki etkilerini inceleyen statik; kuvvetlerin etkisiyle meydana gelen hareketleri ele alan dinamik; hatta bunlara bir de maddedeki gizli güçleri inceleyen bir dördüncü bölüm eklenebilir: kinetik.
Mekanik önce Newton’un sentetik sistemine göre gelişti ve Lagrange’ın gizli güçler ve eşitlikler ilkesine dayalı analitik yöntem sayesinde genişledi. Kopernik’in mutlak eksenler sisteminin temeli güneş sisteminin çekim merkezidir ve buradan çıkan üç eksen üç durağan yıldıza yöneliktir. Ancak bu eksenler yalnız astronomi alanında kullanılabilir. Diğer kuvvet sistemleri için Galileo’nun Kopernik sisteminden alarak uyarladığı dik koordinatlar sistemi uygulanır. Bununla birlikte her iki sistemde, hareketli bir noktanın ivmesi özdeştir.
Durağan bir sisteme göre bir hareketli eksenler sistemine bağlı her hareket bağıldır. Bu alanda üç temel ilke geçerlidir: Eylemsizlik ilkesi; kuvvetlerin etkisinin bağımsızlığı ilkesi; etki ve tepki ilkesi. Pratikte eylemsizlik ilkesi ancak sabit eksenler yerine Yer’e bağlı eksenler kullanıldığı zaman geçerlidir; çünkü Yer’e etki yapan etkiler bu açıdan önemsenmeyebilir. Örneğin bir çekülün doğrultusu yer çekimine ve Yer’in dönüşüne bağlı eylemsizlik kuvvetine göre biçimlenir, ancak Güneş’in ve Ay’ın çekiminden dikkate alınacak ölçüde etkilenmez. Buna karşılık okyanuslarda görülen gelgitlerin hareketinde, yukarıda sözü geçen iki kuvvetten başka Güneş ve Ay çekiminin de etkisi görülür. Eğer Yer kutuplarda yassı olmasaydı, Yerin merkezinde r uzaklıkta bulunan bir M noktası Yer yarıçapı doğrultusunda ve Yer’den uzaklığının karesiyle ters orantılı bir kuvvette Yer’e doğru bir ivme kazanacaktı (Newton kanunu).
Görüldüğü gibi mekanik, deneysel yönüyle, ele aldığı olguları, kuramsal yoldan hazırlanan matematik kalıplara ya da modellere az veya çok “uygun düştükleri” varsayımıyla açıklamaya çalışır. Klasik mekanik uzun süre hem Yer’de, hem de uzayda ve her türlü hız için geçerli sayılmıştır. Ancak çok hızlı hareket eden cisimler üzerinde yapılan ince gözlemler, klasik mekaniğin ancak ışık hızından düşük hızlar için geçerli olabileceğini ortaya koydu. Bu nedenle çok yüksek hızlar için ve uzayda ve atomda geçerli olmak üzere bağıllık kuramına dayanan bir bağlı mekanik kurmak gerekti. Bundan da kuvanta mekaniği doğdu.
Mekaniğin tarihi gelişmesine gelince, kısaca şöyle özetlenebilir: Tarih çağının başlamasıyla birlikte ulusların hemen hemen hepsi yavaş yavaş az ya da çok makine kullanmaya başladılar, ancak kuramsal olarak mekanik, kaldıracı inceleyerek ilkesini ortaya çıkaran Archimedos (İÖ 287-212) ile başladı denebilir. Vidayı, dişli çarklarda kullanılan sonsuz vidayı ve palangayı tasarlayan da odur. İS 4. yüzyılda Pappus “Gulden teoremlerini”, Ktesibios emme basma tulumbayı, Heron bir çeşit krikoyu, su saatini, rüzgar makinesini buldu.
16. yüzyılda Cardan (1501-1576), bir mekanik kitabı yazdı ve adını taşıyan kavramayı buldu. Stevin, statik ve hidrostatikle ilgili olarak yazdığı eserde sıvıların kapların dibine yaptığı basıncı belirledi. Daha sonra Galileo, cisimlerin; düşüş kanunlarını ortaya koydu. Öğrencisi Toricelli (1608-1695 havanın ağırlığını buldu, sarkaçları inceledi, katılar dinamiğinin temelini attı. Newton (1642-1727) etki ve tepki arasındaki eşitlik ilkesini doğruladı ve evrensel çekim kanununu buldu. Varignon (1654-1722) momentler kuramını kurdu. Euler, serbest bir katı cismin hareket problemini analitik araştırma konusu yaptı.
Daniel Bernoulli, sıvıların ve gazların hareketlerine analizi uyguladı. Lagrange (1736-1813) Analitik Mekanik adlı kitabında ünlü güçlü hızlar kuramını açıkladı. Uygulamalı mekanik ise birçok ülkenin bilim adamlarının katkısıyla gelişti.
Mekanik önce Newton’un sentetik sistemine göre gelişti ve Lagrange’ın gizli güçler ve eşitlikler ilkesine dayalı analitik yöntem sayesinde genişledi. Kopernik’in mutlak eksenler sisteminin temeli güneş sisteminin çekim merkezidir ve buradan çıkan üç eksen üç durağan yıldıza yöneliktir. Ancak bu eksenler yalnız astronomi alanında kullanılabilir. Diğer kuvvet sistemleri için Galileo’nun Kopernik sisteminden alarak uyarladığı dik koordinatlar sistemi uygulanır. Bununla birlikte her iki sistemde, hareketli bir noktanın ivmesi özdeştir.
Durağan bir sisteme göre bir hareketli eksenler sistemine bağlı her hareket bağıldır. Bu alanda üç temel ilke geçerlidir: Eylemsizlik ilkesi; kuvvetlerin etkisinin bağımsızlığı ilkesi; etki ve tepki ilkesi. Pratikte eylemsizlik ilkesi ancak sabit eksenler yerine Yer’e bağlı eksenler kullanıldığı zaman geçerlidir; çünkü Yer’e etki yapan etkiler bu açıdan önemsenmeyebilir. Örneğin bir çekülün doğrultusu yer çekimine ve Yer’in dönüşüne bağlı eylemsizlik kuvvetine göre biçimlenir, ancak Güneş’in ve Ay’ın çekiminden dikkate alınacak ölçüde etkilenmez. Buna karşılık okyanuslarda görülen gelgitlerin hareketinde, yukarıda sözü geçen iki kuvvetten başka Güneş ve Ay çekiminin de etkisi görülür. Eğer Yer kutuplarda yassı olmasaydı, Yerin merkezinde r uzaklıkta bulunan bir M noktası Yer yarıçapı doğrultusunda ve Yer’den uzaklığının karesiyle ters orantılı bir kuvvette Yer’e doğru bir ivme kazanacaktı (Newton kanunu).
Görüldüğü gibi mekanik, deneysel yönüyle, ele aldığı olguları, kuramsal yoldan hazırlanan matematik kalıplara ya da modellere az veya çok “uygun düştükleri” varsayımıyla açıklamaya çalışır. Klasik mekanik uzun süre hem Yer’de, hem de uzayda ve her türlü hız için geçerli sayılmıştır. Ancak çok hızlı hareket eden cisimler üzerinde yapılan ince gözlemler, klasik mekaniğin ancak ışık hızından düşük hızlar için geçerli olabileceğini ortaya koydu. Bu nedenle çok yüksek hızlar için ve uzayda ve atomda geçerli olmak üzere bağıllık kuramına dayanan bir bağlı mekanik kurmak gerekti. Bundan da kuvanta mekaniği doğdu.
Mekaniğin tarihi gelişmesine gelince, kısaca şöyle özetlenebilir: Tarih çağının başlamasıyla birlikte ulusların hemen hemen hepsi yavaş yavaş az ya da çok makine kullanmaya başladılar, ancak kuramsal olarak mekanik, kaldıracı inceleyerek ilkesini ortaya çıkaran Archimedos (İÖ 287-212) ile başladı denebilir. Vidayı, dişli çarklarda kullanılan sonsuz vidayı ve palangayı tasarlayan da odur. İS 4. yüzyılda Pappus “Gulden teoremlerini”, Ktesibios emme basma tulumbayı, Heron bir çeşit krikoyu, su saatini, rüzgar makinesini buldu.
16. yüzyılda Cardan (1501-1576), bir mekanik kitabı yazdı ve adını taşıyan kavramayı buldu. Stevin, statik ve hidrostatikle ilgili olarak yazdığı eserde sıvıların kapların dibine yaptığı basıncı belirledi. Daha sonra Galileo, cisimlerin; düşüş kanunlarını ortaya koydu. Öğrencisi Toricelli (1608-1695 havanın ağırlığını buldu, sarkaçları inceledi, katılar dinamiğinin temelini attı. Newton (1642-1727) etki ve tepki arasındaki eşitlik ilkesini doğruladı ve evrensel çekim kanununu buldu. Varignon (1654-1722) momentler kuramını kurdu. Euler, serbest bir katı cismin hareket problemini analitik araştırma konusu yaptı.
Daniel Bernoulli, sıvıların ve gazların hareketlerine analizi uyguladı. Lagrange (1736-1813) Analitik Mekanik adlı kitabında ünlü güçlü hızlar kuramını açıkladı. Uygulamalı mekanik ise birçok ülkenin bilim adamlarının katkısıyla gelişti.