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Trabajo original de Randy Russell, del equipo de Windows to the Universe.
Mecánica
Mecánica es el término que se usa para referirse a una de las principales ramas de la ciencia de la física. La mecánica estudia el movimiento de, y las fuerzas que actúan sobre objetos físicos. ¿Qué ocurre cuando un asteroide choca contra un planeta? ¿Cómo debemos lanzar un satélite para colocarlo en una órbita determinada? Estos son los tipos de preguntas que los principios de la mecánica puede ayudarnos a responder.
Necesitamos una terminología exacta para poder describir el movimiento de los objetos. La cinemática es el subcampo de la mecánica que suministra conceptos como: posición, velocidad, aceleración, y tasas de rotación. Las fuerzas y los movimientos que estos producen son descritos por las Leyes del Movimiento de Newton, abarcadas por una disciplina cercana conocida como dinámica. Algunas veces, las fuerzas se balancean y no producen movimiento alguno, como cuando la flotabilidad y la gravedad son iguales, y un globo flota tranquilamente en el cielo. Tales circunstancias son descritas por la disciplina de la estática.
El concepto abstracto de energía también desempeña un papel importante en el estudio de la mecánica. Hablamos de energía potencial en situaciones tales como cuando una pelota se encuentra estática en la cima de una colina, y energía cinética cuando esa pelota rueda rapidamente cuesta abajo. La conversión de de una u otra forma de energía es regida por la ley de conservación de energía. La energía es un concepto versátil que encuentra usos en las situaciones que implican energía química o energía electromágnetica, así como dentro de la mecánica.
La mecánica de objetos individuales sólidos es la más simple de entender, pero la mecánica también se ocupa de movimientos más complejos conjuntos de partículas debilmente ligadas. Los mecánica de fluídos describe los movimientos y las fuerzas asociadas con líquidos tradicionales como el agua. También profundiza en los comportamientos de otros "fluídos", incluyendo gases como el aire y el plasma, los cuales forman la atmósfera del Sol.
También aparecen comportamientos complejos cuando los objetos comienzan a girar o a moverse a lo largo de trayectorias curvas en vez de líneas rectas. La Tierra orbita al Sol a lo largo de una trayectoria casi circular, y gira sobre su eje una vez por día. Los giroscopios que rotan rápidamente estabilizan los satélites, mientras que los electrones y protones se mueven en espirales a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra, y dan orígen a las auroras. Conceptos tales como torque, velocidad angular cantidad de moviemiento angular, precesión, y rotaciones por minuto (RPM), se usan cuando los objetos comienzan a girar y a dar vueltas.
Los seres humanos han empleado las leyes de mecánica en trabajos de ingeniería. Construimos máquinas sencillas como: palancas, tornillos y poleas, para lograr que nuestro trabajo sea más fácil. Estudiamos la naturaleza de la "materia", de la cuál hacemos los objetos, usando los resultados de la ciencia de materiales para decidir el uso de concreto en la construcción de edificios, el acero en la fabricación de automóviles, y compuestos de aluminio y compuestos livianos en la producción de aviones.
