Makina Dinamiği

"Makina Dinamiği"nin Makina Mühendisliği içindeki yerini belirlemek için, önce Makina Dinamiği'nin ne olduğunu anlamak gereklidir. Makina Dinamiği'ni anlamaya bir yaklaşım, Makina ve Dinamik sözcüklerine açıklık getirilmesiyle yapılabilir. Makina kabaca, iş yapmak amacıyla biraraya getirilen, hareketli katı cisimler topluluğu olarak tanımlanabilir. İş ise tanım gereği (yol x kuvvet) olarak, hareket ve kuvvet kavramlarını içerdiğinden; makina bir başka biçimde, bir tür enerjiyi mekanik enerjiye çevirirken hareket ve kuvvet aktaran (nakleden) bir dayanıklı cisimler topluluğunu niteler. Mekanizmanın, çeşitli hareket dönüşümlerini gerçekleştiren katı cisimler topluluğu olduğu anımsanırsa, makinanın esasta iş yapan, enerji dönüşümünü gerçekleştirmek amacıyla kuvvet ileten mekanizmalar toplamı olduğu sonucu çıkarılır. O halde, makina kısaca, iş, kuvvet ve mekanizma anahtar sözcükleriyle birleştirilebilecek bir kavramdır.

Öte yandan, "Dinamik" sözcüğü kuvvet ve hareket kavramlarını akla getirir. Hareket (devinim) yer ve zaman gibi iki temel büyüklükle ifade edilir ve yer değiştirme, hız, ivme gibi türetilmiş büyüklükleri kapsar. Bir katı cisim üzerinde etkiyen kuvvetlerle cismin hareketinin birbirinden tamamen bağımsız olmadığı saptanmış ve aralarındaki bağıntı matematik olarak ilk kez Newton tarafından ortaya konmuştur. Newton'un İkinci Yasası olarak bilinen bu bağıntı, cismin kütlesiyle ivmesi çarpımının cisim üzerindeki net kuvvete eşit olacağını söyler. O halde kuvvetle, hareket öğesi ivmeyi birleştiren nesne cismin kütlesidir. Cismin kütlesi yok sayılır ya da ihmal edilirse, cismin hareketinden doğan kuvvet de yok sayılabilir ya da ihmal edilebilir. Bu noktada cisim üzerindeki kuvvetleri, zamandan bağımsız statik (durağan) kuvvetler ve zamanla değişen dinamik kuvvetler olarak ayırmak yararlıdır. Çünkü, kütlenin yok sayılmasından ötürü kuvvetler ve hareket yok görünse de cisim üzerinde çok büyük boyutlara varan statik dış kuvvetler bulunabilecektir. Hareket zamanın bir fonksiyonu olduğu için, kütlenin hareketinden oluşan kuvvet dinamik bir kuvvettir ve öteki dış kuvvetlerden (statik ya da dinamik) ayırt edebilmek için bu kuvvete eylemsizlik kuvveti demek yerinde olur. Statik dış kuvvetler altındaki kütlesiz sayılan bir cisimde statik dengeden, kütlenin var sayıldığı halde dinamik dengeden sözetmekle birlikte, D"Alembert kuralı gereğince dinamik dengenin eylemsizlik kuvvetinin de bir dış kuvvet olarak ele alınabildiği durumda statik denge olacağı dolayısı ile dinamik problemin bir statik problemi olarak çözülebileceği görülür. Bu nedenle burada söz konusu edilen "Dinamik" sözcüğünü statik; kinematik ve kinetik bölümlerinden oluşan Mühendislik Mekaniği kapsamı içinde düşünmek gerekir.