La meccanica è la branca della fisica che si occupa del movimento degli oggetti. Comprendere la meccanica è fondamentale per qualsiasi futuro scienziato, ingegnere o curioso umano che voglia capire, diciamo, il modo migliore per tenere una chiave quando si cambia una gomma.

Gli argomenti comuni nello studio della meccanica includono le leggi di Newton, forze, cinematica lineare e rotazionale, quantità di moto, energia e onde.
Leggi di Newton

Tra gli altri contributi, Sir Isaac Newton ha sviluppato tre leggi del moto che sono cruciali per comprendere la meccanica.

< li> Ogni oggetto in uno stato di moto uniforme rimarrà in quello stato di movimento a meno che una forza esterna non agisca su di esso. (Questa è anche conosciuta come la legge dell'inerzia.
)

1. La forza netta è uguale all'accelerazione dei tempi di massa.
   
2. Per ogni azione c'è una reazione uguale e contraria.
   
   

   Newton ha anche formulato la legge universale di gravitazione, che aiuta a descrivere l'attrazione tra due oggetti qualsiasi e le orbite dei corpi nello spazio.
   

   Le leggi di Newton fanno un ottimo lavoro nel predire il moto di oggetti che le persone spesso fanno riferimento alle sue leggi e alle previsioni basate su di esse come meccanica newtoniana o meccanica classica. Tuttavia, questi calcoli non descrivono con precisione il mondo fisico in tutte le condizioni, anche quando un oggetto viaggia vicino alla velocità della luce o lavora su una scala incredibilmente piccola: relatività speciale e meccanica quantistica sono campi che consentono ai fisici studiare il movimento nell'universo oltre ciò che Newton potrebbe indagare.
   Forze
   

   Forze causano movimento. Una forza è essenzialmente una spinta o una spinta.
   

   Diversi tipi di forze che una scuola superiore o uno studente di college introduttivo è sicuro di incontrare includono: forza gravitazionale, frizione, tensione, elastico, forze applicate e molle. I fisici disegnano queste forze agendo su oggetti in diagrammi speciali chiamati diagrammi a corpo libero
   o diagrammi a forza
   . Tali diagrammi sono fondamentali nel trovare la forza netta su un oggetto, che a sua volta determina cosa succede al suo movimento.
   

   Le leggi di Newton ci dicono che una forza netta farà sì che un oggetto cambi la sua velocità, il che può significare il suo la velocità cambia o
   cambia la sua direzione. Nessuna forza netta significa che l'oggetto rimane esattamente com'è: muoversi a velocità costante o a riposo.
   

   Una forza netta
   è la somma di forze multiple che agiscono su un oggetto, come due squadre di tiro alla fune che tirano una corda in direzioni opposte. La squadra che tira più forte vincerà, risultando in più forza diretta verso di loro; ecco perché la corda e l'altra squadra finiscono per accelerare in quella direzione.
   Cinematica lineare e rotazionale
   

   La cinematica è un ramo della fisica che consente di descrivere il movimento semplicemente applicando una serie di equazioni. La cinematica non fa assolutamente riferimento alle forze sottostanti, la causa del movimento. Questo è il motivo per cui la cinematica è anche considerata un ramo della matematica.
   

   Esistono quattro principali equazioni della cinematica, che a volte vengono chiamate equazioni del movimento.
   

   Le quantità che possono essere espresse nelle equazioni cinematiche descrivere line__ar motion
   (movimento in linea retta), ma ciascuno di questi può anche essere espresso per motion rotazionale
   (chiamato anche movimento circolare) usando valori analoghi. Ad esempio, una palla che rotola lungo il pavimento in modo lineare avrebbe una velocità lineare v
   , nonché una velocità angolare ω
   , che descrive la sua velocità di rotazione. E mentre una forza netta
   provoca un cambiamento nel movimento lineare, una coppia netta
   provoca un cambiamento nella rotazione di un oggetto.
   Momento ed energia
   

   Altri due argomenti che rientrano nel ramo della fisica della fisica sono il momento e l'energia.
   

   Entrambe queste quantità sono conservate, il che significa che, in un sistema chiuso, la quantità totale di momento o energia non può cambiare. Ci riferiamo a questi tipi di leggi come leggi di conservazione. Un'altra legge di conservazione comune, di solito studiata in chimica, è la conservazione della massa.
   

   Le leggi di conservazione dell'energia e di conservazione della quantità di moto consentono ai fisici di prevedere la velocità, lo spostamento e altri aspetti del movimento di vari oggetti che interagiscono tra loro, come uno skateboard che rotola giù da una rampa o che si scontrano palle da biliardo.
   Momento d'inerzia
   

   Il momento d'inerzia è un concetto chiave nella comprensione del movimento rotatorio per oggetti diversi. È una quantità basata sulla massa, sul raggio e sull'asse di rotazione di un oggetto che descrive quanto sia difficile cambiare la sua velocità angolare - in altre parole, quanto sia difficile accelerare o rallentare la sua rotazione.
   

   Ancora una volta, poiché il movimento rotazionale è analogo al movimento lineare, il momento di inerzia è analogo al concetto lineare di inerzia, come affermato dalla prima legge di Newton. Più massa e un raggio più ampio conferiscono a un oggetto un momento di inerzia più elevato e viceversa. Far rotolare una palla di cannone extra-large lungo un corridoio è più difficile che rotolare una pallavolo!
   Le onde e il semplice movimento armonico
   

   Le onde sono un argomento speciale in fisica. Un'onda meccanica si riferisce a un disturbo che trasferisce energia attraverso la materia: un'onda d'acqua o un'onda sonora sono entrambi esempi.
   

   Il movimento armonico semplice è un altro tipo di movimento periodico in cui una particella o un oggetto oscilla attorno a un punto fisso . Gli esempi includono un pendolo ad angolo piccolo che oscilla avanti e indietro o una molla a spirale che rimbalza su e giù come descritto dalla legge di Hooke
   .
   

   Le quantità tipiche che i fisici usano per studiare le onde e il movimento periodico sono periodo, frequenza, velocità e lunghezza d'onda.
   

   Le onde elettromagnetiche, o luce, sono un altro tipo di onda che può passare attraverso lo spazio vuoto perché l'energia non viene trasportata dalla materia, ma dai campi oscillanti. ( Oscillazione
   è un altro termine per vibrazione.
   ) Mentre la luce si comporta come un'onda e le sue proprietà possono essere misurate con le stesse quantità di un'onda classica, agisce anche come una particella, richiede una certa fisica quantistica per descrivere. Pertanto, la luce non si adatta completamente allo studio della meccanica classica.
   La matematica nella meccanica classica
   

   La fisica è una scienza molto matematica. La risoluzione dei problemi di meccanica richiede la conoscenza di:
   
   

3. Vettori vs. scalari
   
4. Definizione di un sistema
   
5. Impostazione di un quadro di riferimento
   
6. Aggiunta di vettore e moltiplicazione di vettori
   
7. Algebra, e per alcuni movimenti bidimensionali, trigonometria
   
8. Velocità vs. velocità
   
9. Distanza vs. spostamento
   
10. Lettere greche - queste sono spesso usate per unità e variabili nelle equazioni di fisica
    
    Moto unidimensionale contro moto in due dimensioni
    

    L'ambito di una scuola superiore o di un corso introduttivo di fisica include solitamente due livelli di difficoltà nell'analisi delle situazioni meccaniche : guardando il movimento unidimensionale (più facile) e il movimento bidimensionale (più difficile).
    

    Il movimento in una dimensione indica che l'oggetto si sta muovendo lungo una linea retta. Questi tipi di problemi di fisica possono essere risolti usando l'algebra.
    

    Il movimento in due dimensioni descrive quando il movimento di un oggetto ha sia una componente verticale che una orizzontale. Cioè, si sta muovendo in due direzioni contemporaneamente .
    Questi tipi di problemi possono essere a più fasi e possono richiedere la trigonometria per risolverli.
    

    Il moto proiettile è un esempio comune di bidimensionale movimento. Il moto proiettile è qualsiasi tipo di movimento in cui l'unica forza che agisce sull'oggetto è la gravità. Ad esempio: una palla lanciata in aria, un'auto che guida da una scogliera o una freccia che viene lanciata contro un bersaglio. In ognuno di questi casi, il percorso dell'oggetto attraverso l'aria traccia la forma di un arco, muovendosi sia in orizzontale che in verticale (o su e poi giù, o appena giù).