Mekanik Kuvvetlerin etkisi altında cisimlerin denge ve hareket şartlarını anlatan ve inceleyen bir bilim dalıdır. Amacı fiziksel olayları açıklamak, önceden tahmin etmek ve böylece mühendislik uygulamalarına ışık tutmaktır. Mekanik fiziksel olayları incelediği için fiziksel bilimlerdendir. Bununla birlikte matematiğe ve mühendislik konularına bağlanabilir. Mühendislik Matematik
Mekaniğin Alt Dalları Şekil Değiştirmeyen Cisimler Mekaniği (Rijit Cisimler Mekaniği) a. Statik : duran cisimleri inceler b. Dinamik :hareketli cisimleri inceler b.a. Kinematik :hareketin sebeplerini hesaba katmaksızın (yer değ.,hız, ivme, zaman) b.b. Kinetik : hareketin sebepleri ile kendisi arasında ilişki Şekil Değiştirebilen Cisimler Mekaniği (Mukavemet) Akışkanlar Mekaniği a. Sıkıştırılamayan Akışkanlar Mekaniği (Sıvılar) b. Sıkıştırılabilen Akışkanlar Mekaniği (Gazlar)
Geçmişi çok eski çağlara dayanan statiğin, bilimsel temellere dayandırılışı yeni sayılabilir. Örneğin, Paralel Kenar İlkesi SIMON STEVINUS (1548-1620) tarafından önerilmiştir. Paralelkenar Kanunu: Bir maddesel noktaya etkiyen iki kuvvetin yerine bir tek kuvvet koymak mümkündür; bileşke adı verilen bu kuvvet, kenarları verilen kuvvetlere eşit bir paralelkenarın köşegenini çizerek elde edilir. Dinamiğin geçmişi, statikten de daha yenidir. İlk bilimsel çalışmalar GALILEO GALILEI (1564-1642) ile başlamakla birlikte, günümüze kadar uzanan temelleri ISAAC NEWTON (1642-1726) atmıştır. Mukavemet konusunda ilk metodlu çalışma Rönesans zamanında LEONARDO DA VINCI (1452-1519) ile başlar.
Kuvvet : Bir cismin diğerine etkisini gösterir. Kuvvet şu elemanlarla belirlenir. Şiddet, tatbik noktası, yön ve doğrultu. Yön ve doğrultu vektör olduklarından kuvvet de bir vektörel büyüklük olarak tanımlanır. E z B O F z y F y x F F x C A D y B x E z B O F z F y y F x C F A D x O F y z F A F x D x z E F z C
Statik dersi 1. sınıfın 2. yarıyılında okutulmakta olup işlenecek konular aşağıda verilmiştir; Düzlemde kuvvetler, yükler Düzlemde bağlar, taşıyıcı sistemler Üç mafsallı sistemler Gerber kirişler, genel mafsallı sistemler Kafes sistemler Kablolar Uzay kuvvetler ve yükler Uzayda bağlar Ağırlık merkezi Sürtünme Virtüel iş
Yayılı yükler
Mesnetler ve mesnet kuvvetleri
Taşıyıcı sistemler Kafes sistem Üç mafsallı sistem
Uzay kuvvetler Gerber Kiriş
Virtüel iş Ağırlık merkezi Sürtünme
Mukavemet : taşıyıcı sistemlerin hesabı ile uğraşan uygulamalı bir bilimdir Emniyet Ekonomi Estetik Maliyet Optimum nokta Emniyet
Mukavemet dersleri içerisinde işlenecek konular; İç Kuvvetler Şekil Değiştirme Gerilme Şekil değiştirme bağıntıları Şekil Değiştirme Enerjisi Mekanik Özellikler Kırılma Teorileri Kesit Etkileri Eksenel Normal Kuvvet Kesme Kuvveti Burulma Atalet Momenti Basit Eğilme Kesmeli Eğilme Bileşik Kirişler Kayma Merkezi Elastik Eğri ( Diferansiyel Denklem Yöntemi, Mohr Yöntemi, Konsol Çubuk Yöntemi) Üç Moment Denklemi Eksantrik Normal Kuvvet Burulmalı Eğilme Enerji Yöntemi (Virtüel İş Yöntemi, Castigliano Yöntemi) Burkulma
gerilme İç kuvvet ve gerilme Şekil değiştirme
Eksenel normal kuvvet Kesme, Eğilme, burulma Kesit etkileri
eğilme Bileşik çubuklar Elastik eğri
burkulma Atalet momenti Burulmalı eğilme
Eksantrik normal kuvvet Enerji yöntemi ile yerdeğiştirme
Dinamik 2. sınıfın 2. yarıyılında okutulan ders olup; Maddesel Noktaların Kinematiği, bağıl, bağlı hareket, eğrisel hareket, dik bileşenler, teğetsel ve normal, kutupsal ve silindirik koordinatlarda hız ve ivme bileşenleri Kinetiği, maddesel noktalar sistemi, merkezsel hareket, enerji yöntemleri, konservatif kuvvetler, İş Enerji İlkesi, Enerjinin Korunumu, İmpuls Momentum İlkesi, Çarpışma, Açısal Momentum İlkesi, Değişken kütleli sistemler Rijit Cisimlerin Kinematiği, Kinetiği, İş Enerji İlkesi, İmpuls Momentum İlkesi Mekanik Titreşimler gibi konular işlenmektedir. x A x C A B C x B
y P a z a y a x kartezyen enerji W dy A 2 z x A y 2 y a n y 1 y O a P a t x Teğetsel, normal Açısal momentum v r P v 0 O r P a r x kutupsal O r 0 P 0 0
hareket Bağlı hareket
(m)v B m i v i B F t S m i v i B S A M t S A (m)v A Değişken kütleli sistemler çarpışma
O +x m -x m P Equilibrium + x Mekanik titreşim A V A V A F x z A xz x y A xy x A x lim lim lim 0 0 0 Matematiğin kullanımları da df T f z EIv z EIv dz dv EI M z EIv dz v d EI dz dm T z EIv dz v d EI z q z EIv dz v d EI ı x ıı x y ııı y ıv ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 2 3 3 4 4