In fizică, mecanica clasică și mecanica cuantică sunt cele două sub-domenii majore ale mecanicii. Mecanica clasică se referă la un set de legi fizice care descriu mișcarea corpurilor sub acțiunea unui sistem de forțe. Studiul mișcării corpurilor este unul vechi, ceea ce din mecanica clasică una dintre cele mai vechi și mai mari subiecte din domeniul științei, ingineriei și tehnologiei. De asemenea, este cunoscută ca mecanica newtoniană.
Mecanica clasică este fizica forţelor care acţionează asupra corpurilor. Aceasta este adesea denumită “mecanica newtoniană“, după Newton şi legile sale privind mişcarea. Mecanica clasică este divizată în statica (obiectele în echilibru) şi dinamica (obiectele în mişcare).
Mecanica clasică descrie mişcarea obiectelor macroscopice, de la proiectile la piese de mașinării, precum și obiecte astronomice, cum ar fi nave spațiale, planete, stele și galaxii. Pe lângă aceasta, există mai multe specializări în cadrul mecanicii clasice care se ocupă de solide, lichide și gaze, și alte sub-teme specifice. Mecanica clasică prevede, de asemenea, rezultate extrem de precise, atâta timp cât domeniul de studiu se limitează la obiecte mari și vitezele implicate nu se apropie de viteza luminii. Când obiectele tratate devin suficient de mici, este necesar să se introducă alt sub-domeniu major al mecanicii, mecanica cuantică, care împacă legile macroscopice ale fizicii cu natura atomică a materiei, și se ocupă de dualitatea undă-particulă a atomilor și moleculelor. Atunci când nu se aplică niciunul din subdomeniile mecanicii, precum fenomenele la nivel cuantic cu mai multe grade de libertate, se aplică teoria câmpului cuantic. Teoria câmpului cuantic se aplocă la distanţe mici şi viteze mari cu mai multe grade de libertate, precum și în cazul schimbării numărului de particule pe parcursul interacțiunilor. În cazul gradelor mari de libertate la nivel macroscopic, intervine mecanica statistică. Mecanica statistică explorează numărul mare de particule și interacțiunile lor ca un întreg în viața de zi cu zi. Mecanica statistică este utilizată în principal în termodinamică. În cazul obiectelor cu viteza apropiindu-se de viteza luminii, mecanica clasică este suplimentată de teoria relativității restrânse. Relativitatea generală unifică teoria relativității restrânse cu legea lui Newton a gravitației universale, permiţând fizicienilor să se ocupe de gravitație la un nivel mai profund.
Termenul de mecanica clasică a fost inventat în secolul al 20-lea pentru a descrie sistemul de fizică început de Isaac Newton și mulți adepţi contemporani ai filosofiei naturale din secolul al 17-lea, bazându-se pe teoriile astronomice anterioare ale lui Johannes Kepler, care, la rândul lor, s-au bazat pe observațiile precise ale lui Tycho Brahe și studiile de mișcare a proiectilului terestru ale lui Galileo. Deoarece aceste aspecte ale fizicii s-au dezvoltat cu mult înainte de apariția fizicii cuantice și a relativității, unele surse exclud teoria relativității a lui Einstein din această categorie. Cu toate acestea, mai multe surse moderne includ mecanica relativistă care, în opinia lor, reprezintă mecanica clasică în forma sa cea mai dezvoltată și mai precisă.
Etapa inițială în dezvoltarea mecanicii clasice este adesea menționată ca mecanica newtonienă, și este asociată cu conceptele fizice folosite de și metodele matematice inventate de Newton însuși, în paralel cu Leibniz și alţi fizicieni. Mai târziu, s-au dezvoltat metode mai abstracte și mai generale, ceea ce a dus la reformulări ale mecanicii clasice, cunoscute sub numele de mecanica Lagrange și mecanica hamiltoniană. Aceste progrese au fost în mare parte realizate în secolele 18 și 19, și se extinde în mod substanțial dincolo de activitatea lui Newton, în special prin utilizarea lor de mecanica analitică. În cele din urmă, matematica dezvoltată pentru aceste domenii ale mecanicii clasice a fost esențială pentru crearea mecanicii cuantice.
Cu toate acestea, mecanica clasică este încă foarte utilă, pentru că (i) este mult mai simplu şi mai uşor de aplicat decât celelalte teorii, şi (ii) are o gamă foarte mare de valabilitate. Mecanica clasică poate fi folosită pentru a descrie mişcarea obiectelor de dimensiuni umane, multe obiecte astronomice (cum ar fi planetele şi galaxiile, şi chiar anumite obiecte microscopice (cum ar fi moleculele organice.)
Lasă un răspuns