Mekaniikan ratkaisuperiaatteet
Oheisessa taulukossa on koottuna keskeiset mekaniikan periaatteet, jotka kurssilla on käyty läpi. Vaikka kaikki periaatteet pitävät aina paikkansa, sopivan periaatteen valinta riippuu tilanteessa ratkaistavista suureista ja tunnetuista alkuarvoista. Usein yksi kolmesta on tilanteen ratkaisemiseksi hyödytön, ja kahdesta käyttökelpoisesta tavasta ongelma on toisella ratkaistavissa huomattavasti helpommin.
| Dynamiikan peruslaki | Energiaperiaate | Impulssiperiaate | |
|---|---|---|---|
| Yleinen muoto | [[$\Sigma \overline{F}=m\overline{a}$]] | [[$E_1\pm W=E_2$]] | [[$\Delta \overline{p}=\overline{I}=\overline{F}\Delta t$]] |
| Periaatteen erikoistapaus |
Voimien summa nolla: kappale on levossa tai liikkuu vakionopeudella [[$\Sigma \overline {F}=0$]] |
Vain konservatiivisia voimia: mekaaninen energia säilyy [[$E_{\text{K}1}+E_{\text{P}1} \\=E_{\text{K}2}+E_{\text{P}2}$]] |
Systeemiin ei vaikuta ulkoisia voimia: liikemäärä ei muutu [[$\overline{p}_1=\overline{p}_2$]] |
| Tyypillisiä piirteitä tilanteissa, joihin periaatetta kannattaa soveltaa | Käsitellään kiihtyvyyksiä ja/tai aikoja | Vertaillaan alku- ja lopputilannetta, niiden välinen aika ei ole oleellinen | Lyhytkestoinen vuorovaikutus (kuten törmäys, lyönti tai heitto) |
| Kokonaisvoima on vakio (tasaisesti kiihtyvä liike) | Paikan suhteen muuttuva voima [[$(x,F)$]]-kuvaaja |
Ajan suhteen muuttuva voima [[$(t,F)$]]-kuvaaja |
Tehtävien tilanne voi sisältää myös useita ratkaisumalleja. Tilanne voi koostua kahden kappaleen vuorovaikutuksesta, jolloin sovelletaan liikemäärän säilymislakia, minkä jälkeen tutkitaan vain toisen kappaleen liikettä esimerkiksi energiaperiaatteen kautta.