Mecánica
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- Para otros usos de este término, véase Mecánica (desambiguación).
La Mecánica es la rama de la física que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en tres bloques principales:
- Mecánica clásica: se subdivide en Cinemática (también llamada Geometría del movimiento), que se ocupa del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan, y Dinámica, que describe el movimiento estudiando las causas de su origen.
- Mecánica de medios continuos, que engloba a mecánica de sólidos deformables y la mecánica de fluidos.
- Mecánica no convencional, que incluye efectos relativistas y cuánticos.
La mecánica es una ciencia física, ya que estudia fenómenos físicos. Sin embargo, mientras algunos la relacionan con las matemáticas, otros la relacionan con la ingeniería. Ambos puntos de vista se justifican parcialmente ya que, si bien la mecánica es la base para la mayoría de las ciencias de la ingeniería clásica, no tiene un carácter tan empírico como estas y, en cambio, por su rigor y razonamiento deductivo, se parece más a la matemática. Una aplicación de la mecánica acoplada la simulación es la dinámica molecular.
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[editar] Subdisciplinas de la mecánica
[editar] Mecánica clásica
Incluye tanto la mecánica del sólido rígido como la mecánica de la partícula y otros sistemas mecánicos con un número finito de grados de libertad. Existen tres formulaciones diferentes, que difieren en el grado de formalización:
- Mecánica newtoniana, que dio origen a las demás disciplinas y que se divide en el estudio del equilibrio (Estática), la descripción del movimiento (Cinemática) y el estudio de las fuerzas (Dinámica).
- Mecánica lagrangiana, una formulación matemática muy potente de la mecánica newtoniana basada en el principio de mínima acción, que emplea el formalismo de variedades diferenciables, en concreto el espacio de configuración y el espacio fásico.
- Mecánica hamiltoniana, otra formulación de la mecánica clásica, que usa el formalismo de variedades simplécticas.
Aplicados al espacio euclídeo tridimensional y a sistemas de referencia inerciales, las tres formulaciones son básicamente equivalentes.
[editar] Mecánica de medios continuos
Trata de cuerpos materiales extensos deformables y que no pueden ser tratados como sistemas con un número finito de grados de libertad. Esta parte de la mecánica trata a su vez de:
- La mecánica de sólidos deformables, que considera los fenómenos de la elasticidad, la plasticidad, la viscoelasticidad, etc.
- La mecánica de fluidos, que comprende un conjunto de teorías parciales como la hidráulica, la hidrostática o fluidoestática y la hidrodinámica) o fluidodinámica. Dentro del estudio de los flujos se distingue entre flujo compresible y flujo incompresible. Si se atiende a los fluidos de acuerdo a su ecuación constitutiva, se tienen fluidos perfectos, fluidos newtonianos y fluidos no-newtonianos.
- La acústica, la mecánica ondulatoria clásica, etc.
[editar] Mecánica relativista
La Mecánica relativista o Teoría de la Relatividad comprende:
- La Teoría de la Relatividad Especial, que describe adecuadamente el comportamiento clásico de los cuerpos que se mueven a grandes velocidades en un espacio-tiempo plano (no-curvado).
- La Teoría general de la relatividad, que generaliza la anterior describiendo el movimiento en espacios-tiempo curvados, además de englobar una teoría relativista de la gravitación que generaliza la teoría de la gravitación de Newton.
[editar] Mecánica cuántica
La Mecánica cuántica trata con:
- La Física de partículas, su movimiento, estructura, interacción y transformaciones.
- La Física nuclear, especialización de la Física de partículas a los núcleos atómicos.
- La Física atómica, que trata la estructura atómica y molecular.
- La Física de la materia condensada, que se dedica al estudio de gases, sólidos y líquidos desde la perspectiva de cómo emergen sus propiedades a partir de las propiedades de las moléculas que los forman.
[editar] Estudios interdisciplinarios relacionados con la mecánica
- La Biomecánica, que aplica conceptos mecánicos dentro de la biología y la medicina.
- La Mecánica estadística, que trata con agregados de muchas partículas. Usa tanto formulaciones de la mecánica hamiltoniana como formulaciones de la teoría de probabilidad. Además, la mecánica estadística provee fundamento a ciertas áreas de la termodinámica. Existen estudios de mecánica estadística basados tanto en la mecánica clásica como en la mecánica cuántica..
