Mechanik

Die Mechanik ist das Gebiet der Wissenschaft, das sich mit dem Verhalten physischer Körper bei Kräften oder Verschiebungen und den sich daraus ergebenden Auswirkungen der Körper auf ihre Umwelt beschäftigt. Die wissenschaftliche Disziplin hat ihren Ursprung im antiken Griechenland mit den Schriften von Aristoteles und Archimedes. In der frühen Neuzeit legten Wissenschaftler wie Galileo, Kepler und Newton den Grundstein für die heutige klassische Mechanik. Es ist ein Zweig der klassischen Physik, der sich mit Teilchen befasst, die entweder in Ruhe sind oder sich mit Geschwindigkeiten bewegen, die erheblich unter der Lichtgeschwindigkeit liegen. Es kann auch als ein Zweig der Wissenschaft definiert werden, der sich mit der Bewegung von und den Kräften auf Objekte befasst. Das Gebiet ist in Bezug auf die Quantentheorie noch weniger bekannt.

Historisch gesehen stand die klassische Mechanik an erster Stelle und die Quantenmechanik ist eine vergleichsweise junge Entwicklung. Die klassische Mechanik entstand aus Isaac Newtons Bewegungsgesetzen in Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica; Die Quantenmechanik wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt. Beides wird gemeinhin als das sicherste Wissen angesehen, das es über die physische Natur gibt.Die klassische Mechanik wurde besonders oft als Vorbild für andere sogenannte exakte Wissenschaften angesehen. Wesentlich dabei ist der umfassende Einsatz der Mathematik in Theorien sowie die entscheidende Rolle, die Experimente bei deren Erzeugung und Prüfung spielen. Die Quantenmechanik ist von größerem Umfang, da sie die klassische Mechanik als eine Unterdisziplin umfasst, die unter bestimmten eingeschränkten Umständen gilt. Gemäß dem Korrespondenzprinzip gibt es keinen Widerspruch oder Konflikt zwischen den beiden Subjekten, jeder bezieht sich einfach auf bestimmte Situationen. Das Korrespondenzprinzip besagt, dass das von Quantentheorien beschriebene Verhalten von Systemen die klassische Physik an der Grenze großer Quantenzahlen reproduziert. Die Quantenmechanik hat die klassische Mechanik auf der Basisebene abgelöst und ist für die Erklärung und Vorhersage von Prozessen auf molekularer, atomarer und subatomarer Ebene unverzichtbar. Galilei, oft als Vater der modernen Wissenschaft genannt, brachte die Ideen anderer großer Denker seiner Zeit zusammen und begann, Bewegungen in Bezug auf die zurückgelegte Entfernung von einer Ausgangsposition und die dafür benötigte Zeit zu berechnen. Er zeigte, dass die Geschwindigkeit fallender Objekte während des Fallens stetig zunimmt. Diese Beschleunigung ist für schwere wie für leichte Gegenstände gleich, sofern die Luftreibung (Luftwiderstand) vermindert wird. Der englische Mathematiker und Physiker Isaac Newton verbesserte diese Analyse, indem er Kraft und Masse definierte und diese mit Beschleunigung in Beziehung setzte. Für Objekte, die sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, wurden Newtons Gesetze durch Albert Einsteins Relativitätstheorie abgelöst.