Մեքենագիտութիւն

Մեքենագիտութիւն, բնագիտութեան գլխաւոր մարզն է որ կ՛ուսումնասիրէ նիւթական մարմիններու շարժումները, փոխազդեցութիւնները, եւ մարմիններու փոփոխութիւնները, ժամանակի ընթացքին եւ տարածութեան մէջ: Մեքենագիտութեան ուսումնասիրութեան առարկան կը կոչուի մեքենագիտական համակարգ:

Մեքենագիտութիւնը, իր արդի հասկացողութեամբ, ծնունդ առած է Ժէ-րդ դարու ընթացքին, Կալիլէօ Կալիլէի աշխատանքով մարմիններու վայրէջքի շուրջ: Մեքենագիտութեան երեք ճիւղերը կ՛ըսուին, դասական մեքենագիտութիւն (կամ նիւթոնեան, այսինքն երբ շարժումներուն արագութիւնը լոյսի արագութենէն շատ ցած են), յարաբերական մեքենագիտութիւն (երբ շարժումներու արագութիւնը լոյսի արագութեան մօտ է) եւ քուանտային մեքենագիտութիւն (երբ շարժումներու ուսումնասիրութիւնը հիւլէի մակարդակին է):

Մեքենագիտութիւնը ԺԹ-րդ դարէն ետք նաեւ մեքենաներուն եւ յօրինուածքներուն կառուցման արուեստն ալ է, այսինքն սարքաբանութեան եւ սարքաշինութեան մարզերը:

Պատմութիւն

Մեքենագիտութիւնը երկար ատեն մաս կազմած է թուաբանութեան, մինչեւ որ արդի հասկացողութիւնը գտնէ իբրեւ գլխաւոր գիտութիւն, Կալիլէօ Կալիլէի աշխատանքին շնորհիւ, Ժէ-րդ դարու ընթացքին: Մեքենագիտութիւնը հաստատուն մարմիններու հաւասարակշռութեան եւ շարժումներու օրէնքները կ՛ուսումնասիրէ:

Հին շրջանին, կայաբանութիւնը (կամ կշռականութիւն^[1]) առաջին մեքենագիտութեան ճիւղը եղած է, որ գիտնականները ուսումնասիրած են, մասնաւորաբար Արխիմէտի (Ἀρχιμήδης) հաւասարակշռութեան շուրջ աշխատանքով, այսինքն մարմիններու ուսումնասիրութիւնը երբ հանգիստ վիճակի մէջ են: Արիստոթելիս կու տայ առաջին շարժման մեքենագիտական հիմքերը, թէեւ անկատար, որովհետեւ կ՛ենթադրէր թէ շարժման մղիչ ոյժը միայն շփումով կ՛ըլլար եւ շարժման վերջաւորութիւնը անպայման անշարժ եւ հանգիստ վիճակ պիտի ունենար:

Միջնադարուն սկսաւ ոյժաբանութիւնը (կամ շարժականութիւն), ոյժերու եւ շարժումներու յարաբերութիւնը ուսումնասիրող գիտութիւնը, դասական մեքենագիտութեան հիմքը ըլլալով Կալիլէօ Կալիլէի եւ Նիւթոնի աշխատանքը: Մարմիններու վայրէջքը, մոլորակներու շարժումը, ճօճանակի ուսումնասիրութիւնը, մեքենագիտութեան հիմնական օրէնքներու հաստատումը, հաստատ հիմքեր կու տան դասական մեքենագիտութեան, մինչեւ Ի-րդ դար, երբ Ալպերթ Այնշթայն՝ յառաջդիմութիւն կը բերէ քուանտային մեքենագիտութեամբ:

Մեքենագիտութեան հիմնական օրէնքները

Նիւթոն խմբած եւ դասաւորած է մեքենագիտութեան հիմնական օրէնքները (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica^[2]), երեք օրէնք որոնց վրայ կ՛աւելնայ ձգողութեան համաշխարհային օրէնքը: Այս չորս օրէնքները, նիւթոնեան կամ դասական մեքենագիտութեան կ՛արտօնեն ուսումնասիրելու հանգիստի մէջ եղող մարմինները, կամ շարժումի մէջ եղող նիւթական մարմինները, այնչափ ատեն որ շարժումներու արագութիւնը լոյսի արագութենէն շատ ցած մնայ եւ ուսումնասիրութեան առարկայները հիւլէի չափէն շատ մեծ ըլլան:

Մեքենագիտութեան հիմնական առաջին օրէնք – անգործութեան^[3] սկզբունք

Կալիլէօն գտած է մեքենագիտութեան առաջին օրէնքը, անգործութեան սկզբունքը (արեւելահայերէն, իներցիա)

«Ամէն մարմին կը մնայ հանգիստ վիճակի մէջ կամ շիտակ գիծի ուղղութեամբ միաձեւ շարժումի մէջ, բացի, եթէ այլ ոյժ մը վրան ազդէ, եւ զայն ստիպէ վիճակը փոխել:»

Զոր օրինակ, ինքնաշարժի մէջ եղող ճամբորդ մը կը յառաջանայ ինքնաշարժի արագութեամբ. երբ ինքնաշարժը յանկարծ կենայ, անձը դէպի յառաջ կը նետուի, որովհետեւ ճամբորդը կը «շարունակէ շիտակ գիծի ուղղութեամբ եւ հաստատ արագութեամբ»:

Մեքենագիտութեան հիմնական երկրորդ օրէնք

Իսահակ Նիւթոն կը բանաձեւէ երկրորդ օրէնքը քանի մը տարի ետք^[4]: «Մարմնի մը արագացումը (a, Ֆր. accélération) համեմատական է իր վրայ եղած ոյժին (F, Ֆր. force) եւ հակառակ-համեմատական է մարմնի զանգուածին (m, Ֆր. masse)»: Այսինքն, արագացումը մեծ կ՛ըլլայ որչափ ոյժը բարձր ըլլայ, բայց նուազ կ՛ազդէ երբ մարմնի զանգուածը բարձր է:

A = F / m

Նշենք թէ անգործութեան սկզբունքը երկրորդ օրէնքին այն պարագան է երբ արտաքին ոյժ չկայ, ուրեմն արագացումը ոչինչ (զէռօ) կ՛արժէ: Եւ քանի որ արագացումը արագութեան (Ֆր. vitesse) ածանցեալն է, յատկապէս արագութիւնը հաստատուն արժէք կ՛ունենայ երբ արագացում չկայ: Մարմինը կը շարունակէ շիտակ գծի վրայ, հաստատուն արագութեամբ:

Մեքենագիտութեան հիմնական երրորդ օրէնք – ազդման եւ հակազդման հաւասարութեան սկզբունք

«Եթէ Ա մարմին մը Բ մարմնի մը վրայ ոյժով մը ազդէ, ուրեմն Բ մարմինը Ա-ին վրայ նոյն արժէքի ոյժով կ՛ազդէ, բայց հակառակ ուղղութեամբ ուղղուած»:

Այս ձեւով, ազդումը հակազդման հաւասար արժէքը ունի եւ հակառակ ուղղութիւն:

Ձգողութեան համաշխարհային օրէնքը

Մեքենագիտութեան հիմնական երեք օրէնքները, որոնց կ՛ըսուի նաեւ Նիւթոնի օրէնքներ, կ՛ամբողջանան ձգողութեան համաշխարհային օրէնքով եւ կարելիութիւնը կու տան բացատրելու սովորական երեւոյթներ .- մարմիններու վայրէջքը, մակընթացութեան շարժումը, մոլորակներու թերատաձեւ (Ֆր. elliptique) շաւիղը (Ֆր. trajectoire), արտաքին համակարգի հետ փոխազդեցութեան կառավարող ոյժերը, ինչպէս նաեւ հաշիւով կանխատեսել մարմնի մը գալիք շարժումները, երբ ծանօթ են արագութիւնն ու դիրքը տուեալ ժամանակի մը ընթացքին։

Չափման միաւորները

Միջազգային Համակարգի (ՄՀ) միաւորները մեքենագիտութեան մէջ՝^[5]

Երկվայրկեանը իբրեւ ժամանակի միաւոր, տեւողութիւն չափելու
Մեթր իբրեւ երկարութեան միաւոր
Մեթր առ երկվայրկեան, արագութիւն չափելու, այսինքն դիրքի աճումը մէկ երկվայրկեանուան ընթացքին
Մեթր առ քառակուսի երկվայրկեան, արագացում չափելու, այսինքն արագութեան աճումը մէկ երկվայրկեանուան ընթացքին
Քիլոկրամ, զանգուած չափելու եւ նիւթի չափի միաւոր
Նիւթոն, (N, newton) ոյժի չափման միաւոր
Յուլ, (J, joule) աշխատանքի եւ զօրութեան միաւոր (1 Յուլ կը նշանակէ1 նիւթոնի ոյժ մը որ կ՛աշխատի 1 մեթրի վրայ)
Վաթ (W, watt), հզօրութեան միաւոր (1 Վաթ կ՛արժէ 1 Յուլի աշխատանք արտադրուած 1 երկվայրկեանուան ընթացքին)

Ծանօթագրութիւններ

↑ Գաֆտանճեան, Եղիշէ, Բովանդակութիւն գիտութեանց եւ արուեստից, որ է բնական, բարոյական, պատմական, ուսումնական ու արուեստական գիտելեաց համառօտ նկարագիրը, Մխիթարեանց տպարան, Վիեննա, 1861, էջ108
↑ Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction: Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749), «BnF | Gallica», gallica.bnf.fr։
↑ «Dictionnaire des Arts, des Sciences et des Lettres, P. Emanuel Dr. Kaciuni - inertie», nayiri.com։
↑ Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction: Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749), էջ 18, «Principes mathématiques de la philosophie naturelle», gallica.bnf.fr։
↑ ISO 80000-4:2019(fr), Grandeurs et unités, Partie 4: Mécaniquehttps://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:80000:-4:ed-2:v1:fr

[1] Գաֆտանճեան, Եղիշէ, Բովանդակութիւն գիտութեանց եւ արուեստից, որ է բնական, բարոյական, պատմական, ուսումնական ու արուեստական գիտելեաց համառօտ նկարագիրը, Մխիթարեանց տպարան, Վիեննա, 1861, էջ108

[2] Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction: Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749), «BnF | Gallica», gallica.bnf.fr։

[3] «Dictionnaire des Arts, des Sciences et des Lettres, P. Emanuel Dr. Kaciuni - inertie», nayiri.com։

[4] Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction: Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749), էջ 18, «Principes mathématiques de la philosophie naturelle», gallica.bnf.fr։

[5] ISO 80000-4:2019(fr), Grandeurs et unités, Partie 4: Mécaniquehttps://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:80000:-4:ed-2:v1:fr

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]