Juhend lastele mehaanika ja tehnoloogia alal

Mehaanikaõpe hõlmab objektide liikumise uurimist, samuti hetki, mil objektid ei liigu. Sir Isaac Newton oli esimene teadlane, kes mehaanikat uuris ja sellest ainest sai füüsika alus. Mehaanikaõpe on oluline inimestele, kes soovivad õppida teisi teadusharusid, nagu astronoomia, geoloogia ja inseneriteadus. Inseneriteadus on teadus, mis tegeleb leiutiste ja struktuuride kavandamise, loomise ja kasutamisega.

Mis on mehaanika?

Mehaanika hõlmab mitmesuguseid liikumisi või liikumisi. Objekt võib punktide vahel liikuda, mida nimetatakse translatsiooniliseks liikumiseks. Midagi võib liikuda ka ilma asendit muutmata, sellisel juhul pöörleb see paigal. Objekt, mis kordab teatud aja jooksul pidevalt sama liikumist, võngub. Ringliikumine viitab sellele, et miski liigub ringis ümber teise objekti. Objekt saab liikuda ainult ühel viisil või kombineerida mitut tüüpi liikumist. Mehaanika uurib ka liikumise puudumist. Mõnikord mõjub jõud objektile, mis ei liigu. Insener peab objektide projekteerimisel mõistma seda staatilist jõudu, et olla kindel, et need on piisavalt tugevad.

Mis on mehaanikainsener? (PDF)
Mehaanika ülevaade
Mis on klassikaline mehaanika?

Mis on inseneritöö?

Inseneriteadus on teadus, mis hõlmab probleemide lahendamiseks või leiutiste väljatöötamiseks loovat mõtlemist. Insenerid kasutavad uute objektide loomiseks tavaliselt oma kujutlusvõimet. Need rajatised võivad inimeste elu lihtsamaks muuta. Mõnikord töötavad insenerid olemasolevate objektide kallal, et neid paremaks muuta. Inseneride loodud objektide hulka kuuluvad näiteks autode mootorid, arvutid, sillad ja mööbel. Inseneridel peavad leiutiste arendamiseks olema tugevad teaduslikud ja matemaatilised oskused. Inseneritöö hõlmab paljusid erinevaid asju ja inseneridena töötavad inimesed on sageli ajendatud inimesi aitama ja maailma paremaks muutma.

Ülevaade mehaanikainsenerist
NASA lastele: sissejuhatus tehnikasse

Teadus mehaanika taga

Liikumine ja see, kuidas asjad liiguvad, on mehaanika taga oleva teaduse väga oluline osa. Teadlased jagavad mehaanika kaheks erinevaks osaks. Ühte osa nimetatakse kinemaatikaks, mis kirjeldab liikumisi. Teist osa nimetatakse dünaamikaks ja see käsitleb objektide liikumise põhjuseid. Teadlane kirjeldab objekti liikumist, selgitades, kus objekt liigub, liikumise suunda ja kiirust, millega objekt liigub. Mõned terminid, mida võite kuulda, hõlmavad keskmist kiirust, kiirendust, kiirust ja kiirust. Kiirendus kirjeldab kiiruse või kiiruse muutumise kiirust. Dünaamika aluseks on Newtoni seadused. Newtoni esimene seadus on inertsiseadus, mis ütleb, et kõik jääb paigale või liigub sirgjooneliselt, kui jõud seda ei muuda. Newtoni teine seadus käsitleb jõu mõju objektile, mis tähendab, et jõu suurus muudab objekti kiirendust. Newtoni kolmas seadus ütleb, et iga tegevuse jaoks on võrdne ja vastupidine reaktsioon.

Faktid jõu ja liikumise kohta
Sporditeadus: karnevalimängu mehaanika

Teadus tehnika taga

Kui inimene tahab midagi ehitada, siis esimese asjana tuleb objekt planeerida või projekteerida. Millegi kujundamiseks peab disainer mõistma, kuidas asjad töötavad ja miks nad töötavad nii, nagu nad töötavad. See arusaam pärineb selliste teaduste uurimisest nagu keemia ja füüsika. Kui inseneril on need teadmised, saab ta määratleda probleemi, mõelda võimalikele viisidele selle parandamiseks, töötada välja kujunduse, mis suudab probleemi lahendada, koostada selle, testida ja seejärel muuta, kuni probleem on lahendatud.

Avasta masinaehituse maailm!
Mehaanikainsener võib...

Tegevuse mehaanika ja katsed

Mehaanika õppimine tegevuste ja katsetega aitab teil õppida tundma liikumist ja jõude. Näiteks katse jõududega näitab teile, et jõud eksisteerivad alati paarikaupa ja jõud mõjuvad objektidele. Vihma käes vihmavarjuga harjutamine aitab teil õppida vihmapiiskade kiirust. Võite isegi õppida tavalist viisi, kuidas inimesed jooksma hakkavad: kükist alustamine on tegelikult parem kui seisvast asendist. Kükitamine alandab massikeskme, muudab keha kaldenurka ja seda, kuidas jalad puudutavad maad – kõik see aitab jooksjal kiiremini startida.

Seotud resonantspendlid
Vedeliku mehaanika
Mehaanilised katsed

Inseneritegevused ja katsed

Igaüks võib probleemide lahendamiseks töötada insenerina. Saate probleemi lahendada ja leida lahenduse selle parandamiseks. Näiteks kui üks teie kohustustest on koera toitmine ja soovite leida lihtsamat viisi, kuidas koera kaussi toitu panna, võite proovida teha midagi, mis teie eest selle töö ära teeb. Leiutise kavandamise ajal saate joonistada pilte. Kui leiate leiutise, mis teie arvates võiks toimida, saate selle luua ja seejärel testida. Kui see ei tööta täpselt nii, nagu soovite, saate teha muudatusi, kuni see töötab paremini.