מכניקת המוצק

מכניקת המוצק הוא תחום בהנדסה העוסק בשינויים במצבו של מוצק כתוצאה מכוחות המופעלים עליו. התחום כולל ענפים כמו דינמיקה, תורת חוזק החומרים ותורת הרטט (תנודות), ומהווה את אחד מהיסודות של ההנדסה המכנית.

יסודות

אבני הבניין הבסיסיות של מכניקת המוצק הם כוחות והזזות. כוחות אלה מתחלקים לשני סוגים עיקריים:

• כוחות גוף - שהם כוחות הפועלים על כל נקודה בגוף בצורה שווה ומתוארים על ידי וקטור. דוגמה אופיינית לכך היא כוח הגרביטציה.
• כוחות שטח - מתוארים על ידי טנסור.

ההזזות יכולות להיגרם כתוצאה מכוחות שמופעלים על הגוף, או כתוצאה של התפשטות או התכווצות הגוף כפועל יוצא של טמפרטורה.

מכניקת המוצקים מנסה להגדיר את יחסי הגומלין בין ההזזות והכוחות כפונקציה של תנאי השטח והחומר הקיימים בבעיה.

לפי החוק השני של ניוטון, ההזזות והכוחות מתקשרים זה לזה על ידי המשוואה הדיפרנציאלית: ${\displaystyle F=ma=m{\frac {\partial ^{2}u}{\partial ^{2}t}}}$ כאשר u היא ההזזה, m היא מסת הגוף ו-F הוא הכוח.

דינמיקה עוסקת בתנועת הגופים כאשר ההנחה הבסיסית היא שהגוף אינו משנה את צורתו בזמן הפעלת הכוחות עליו. ואילו תורת התנודות עוסקת בהשפעתן של תנועות מחזוריות על מצבו של הגוף.

מאמצים ועיבורים

כאשר עוסקים בתורת החוזק, הכוח מומר לעומס או מאמץ המסומנים כ-${\displaystyle \sigma ={\frac {\partial F}{\partial A}}}$ . ובמקום להיות וקטור הוא הופך להיות לטנסור. גם ההזזות מומרות למעוותים (או עיבורים). בעיקרון המעוותים הם שינויים בצורת הגוף יחסית למצבו הראשוני. המעוותים גם הם בדומה לעומסים הם מבנים מתמטיים של טנזורים.

במקרה זה החוק המקשר בין המעוותים לעומסים נקרא החוק הקונסטיטוטיבי או בשמו הנפוץ יותר : חוק הוק. הגדרה בסיסית למעוות היא: ${\displaystyle \epsilon =(L-L0)/L0}$. כאשר L הוא האורך הסופי, L0 האורך ההתחלתי.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מכניקת המוצק בוויקישיתוף

• מכניקת המוצק, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

מכניקת הרצף תחום בפיזיקה העוסק בחומרים רציפים.	מכניקת מוצקים תחום בפיזיקה העוסק בחומרים רציפים הנמצאים במצב מנוחה.	אלסטיות מתאר חומרים החוזרים למצב המנוחה, לאחר הסרת המאמצים (לחצים).
		פלסטיות מתאר חומרים המתעוותים לצמיתות לאחר הפעלת רף מסוים של מאמץ.	ראולוגיה תחום העוסק בחומרים בעלי מאפיינים מוצקים וזורמים.
	מכניקת זורמים התחום בפיזיקה העוסק בחומרים רציפים המתעוותים בחשיפה לכוח.	זורמים לא-ניוטונים חווים את שיעורי המעוות באופן שאינו פרופורציוני למאמץ הגזירה המופעל עליהם.
		זורמים ניוטונים חווים את שיעורי המעוות באופן פרופורציוני למאמץ הגזירה המופעל עליהם.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.