यामिकी

यामिकी (मराठी नामभेद: स्थितिगतिशास्त्र; इंग्लिश: Mechanics, मेकॅनिक्स) ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा असून, त्यात वस्तूंवर बळाचा वापर केला असता वा त्यांना विस्थापित केले असता त्यांच्या वर्तणुकीत होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास केला जातो. तसेच या घटनांचा त्या वस्तूंच्या परिसरावर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास केला जातो. प्राचीन संस्कृतींच्या काळापासून ही विद्याशाखा मानवास ज्ञात आहे. आज ज्याला आपण पारंपारिक स्थितीगतीशास्त्र (Classical Mechanics) म्हणतो त्या ज्ञानशाखेचा पाया आधुनिक इतिहासकाळात खयाम, गॅलिलिओ, योहानेस केप्लर, आयझॅक न्यूटन इत्यादी भौतिकशास्त्रज्ञांनी घातला. पारंपारिक भौतिकशास्त्राची ही शाखा एका जागी स्थिर असणाऱ्या वा प्रकाशवेगापेक्षा कमी वेगातील कणांचा अभ्यास करते. वेगळ्या शब्दांत आपण असेही म्हणू शकतो, की ही शास्त्रशाखा वस्तूंच्या गतीचा व विविध बलांचा वस्तूवर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास करते. हिला अभिजात यामिकी या संज्ञेनेही संबोधले जाते.

यामिकीचा इतिहास

कप्पी (पुली)

यामिकीच्या अभ्यासाची सुरुवात फार जुन्या काळी झाली. अभ्यासाचा प्रारंभ अ‍ॅरिस्टॉटल (इ.स.पू. ३८४-३२२) व आर्किमिडीज (इ.स.पू. २८७-२१२) यांनी केला. अ‍ॅरिस्टॉटलने कप्पीचा वापर करून जड वस्तू कमी बल वापरून उचलण्याचे तंत्र आपल्या लिखाणांतून विशद केले. त्या काळातील अभियांत्रिकीचा वापर हा स्थापत्यशास्त्रापुरता मर्यादित असल्याने अ‍ॅरिस्टॉटलच्या अभ्यासामध्ये तिरप्या पृष्ठभागावरील वस्तूची गती, वस्तू उचलण्यासाठी उटाणी व कप्पीचा उपयोग या संकल्पनांचा समावेश होता. आर्किमिडीज याने तरंगत राहणाऱ्या क्षमतेचा, अर्थात प्लावकतेचा अभ्यास केला.

सर्वप्रथम गॅलेलियो गॅलिली (इ.स. १५८४-१६४२) याने वस्तूवर होणाऱ्या बलाच्या परिणामात वेळेचा समावेश केला. त्याने केलेल्या लंबकाच्या व खाली पडणाऱ्या वस्तूंच्या प्रयोगांनी पुढील संशोधनासाठी पाया घातला गेला.

यामिकीच्या अभ्यासात सर्वांत महत्त्वाचे स्थान आयझॅक न्यूटन (इ.स.१६४२-१७२७) याचे आहे. त्याने गतीचे मूलभूत नियम व वैश्विक गुरुत्वाकर्षण त्वरा हे सिद्धान्त मांडले. त्याच कालखंडात व्हेरिन्यॉन (इ.स. १६५४-१७२२) या फ्रेंच गणितज्ञाने व्हेरीन्यॉनचे प्रमेय म्हणून आता ओळखला जाणारा सिद्धान्त मांडला.

इ.स. १६८७ साली न्यूटन व व्हेरिन्यॉन यांनी मिळून समांतरभुज चौकोनात असलेल्या बलांच्या नियमाचा शोध लावला. पुढे याच नियमाचा वापर द आल्बर्ट (इ.स. १७१७-१७८३), ऑयलर (इ.स. १७३६-१८१३), लाग्रांज व इतरांनी केला.

प्लांक (इ.स. १८५८-१९४३) व बोर(इ.स. १८८५-१९६२) यांनी पुंज यामिकीमध्ये आपापली छाप सोडली. इ.स. १९०५ मध्ये अल्बर्ट आइनस्टाइन यांनी सापेक्षतावादाचा सिद्धान्त मांडला. या सिद्धान्ताने न्यूटनच्या गतीच्या नियमांना आव्हान दिले, पण आइनस्टाइनचे नियम विशिष्ट परिस्थितीत लागू पडत असल्याने, रोजच्या व्यवहारात न्यूटनच्या नियमांचा वापर होतो.

न्यूटनचे नियम यामिकीचा पाया असल्याने प्रचलित यामिकीला न्यूटनची यामिकी (किंवा न्यूटोनियन यामिकी) असेही म्हणतात.

शाखाविस्तार

यामिकीच्या अंतर्गत खालील उपशाखा मानल्या जातात :

• स्थितिकी (स्टॅटिक्स)
• गतिकी (डायनॅमिक्स)
• शुद्धगतिकी (कायनेमॅटिक्स)
• बलगतिकी (कायनेटिक्स)
• उपयोजित यामिकी (अप्लाईड मेकॅनिक्स)
• यांत्रिकी

यंत्रे तयार करण्यासाठी किंवा चालवण्यासाठी यामिकीचा प्रत्यक्ष उपयोग कसा करता येईल याचा अभ्यास करणाऱ्या उपशाखेस यांत्रिकी हे नाव आहे.