Динамика (физика)

Из Википедије, слободне енциклопедије

Динамика је грана физике, односно механике која проучава узроке кретања тела, и у том смислу се разликује од кинематике која кретање проучава без обзира на његов узрок. Конкретно, док кинематика разматра само основне кинематичке величине — положај, брзину и убрзање (као и њихове генерализације) — и њихове међусобне односе, без разматрања узрока који доводе до промена у тим величинама, динамика разматра однос тих величина са физичким узроцима кретања — тзв. основним динамичким величинама: масом и силом. Основне везе између кинематичких и динамичких величина у класичној механици су дате Њутновим законима. Тако, на пример, други Њутнов закон, у свом поједностављеном облику, даје везу између између масе, убрзања и силе.

Динамика се условно може поделити на статику, која проучава услове под којима су тела под утицајем сила у стању међусобног мировања, и кинетику која проучава тела која су под утицајем сила у стању међусобног кретања. У савременој физици оваква подела није уобичајена јер се посебном проучавању статике не придаје значај, док је, са друге стране, она веома битан део многих техничких и инжењерских дисциплина.

У развоју класичне динамике се могу уочити, историјски и у смислу математичког формализма који користе, два основна правца: њутновска механика (среће се и назив физичка механика) и аналитичка механика (такође се у литератури среће и под именима теоријска механика или аналитичка динамика). Првобитна формулација, њутновска механика, анализира величине као што су сила, импулс, енергија итд. искључиво у физичком, тродимензионалном простору, користећи математички апарат реалне анализе. Насупрот њој, аналитичка механика проблеме разматра у апстрактим, генерализованим математичким просторима користећи апарат варијационог рачуна. Такође, док је у њутновској механици концепт силе фундаменталан, у аналитичкој то место заузима концепт механичке енергије (збир кинетичке и потенцијалне енергије).

И њутновска и аналитичка механика се могу користити за проучавање истих проблема. И једна и друга дају истоветне резултате, с тим што је често аналитичка, захваљујући њеном математичком апарату, подеснија за проучавање сложених појава. Аналитичка механика такође омогућава решавање проблема који би због своје комплексности били практично, ако не и у принципу, нерешиви у оквиру њутновске механике. Због своје математичке апстрактности, методи аналитичке механике су корисни у проучавању разноврсних сложених појава које карактерише промена у времену, те често налазе примену и ван механике, па и саме физике. Ван класичне механике, где је овај концепт настао, он је рецимо успешно примењен у квантној механици и квантној теорији поља, па и у другим наукама (биологији, психолингвистици, економији итд.) као и у многим областима технике.