Mechanik

	Die Mechanik ist der älteste Fachbereich in der Mechatronik. Bereits die Griechen beschäftigten sich mit "mechanischen Potenzen" wie Hebel, Keil, Rolle, Zange, Schiefe Ebene und Schraube. Dieser statische und kinetische Wissensschatz geht zurück auf die Alphas Archytas, Aristoteles (384-322 v. Chr.) und Archimedes (285-212 v. Chr.). Aus dieser Zeit sind bereits Spindelpressen und Zahnräder bekannt. Mit hölzernen Zahnräder, sogenannten Göpeln bewässerte das Zahnradschöpfwerk die ägyptischen Felder bereits seit Jahrtausenden. Auch in der mittelalterlichen Mühlentechnik sind interessante Verzahnungstechniken vorzufinden wie die Abbildung zeigt. Der Bereich Mechanik befasst sich mit den Bewegungen, den sie verursachenden Kräften und mit der Zusammensetzung und dem Gleichgewicht von Kräften. Die Mechanik wird unterteilt in Kinematik, Dynamik und Statik. Die Bewegungslehre, zu dessen Teilgebieten Kinematik und Dynamik zählen, wurde begründet durch Galileo Galilei. Bereits als 17jähriger las er an einem schwingenden Kandelaber das Gesetz über die Schwingungsdauer des Pendels ab. Galilei bewies auch das Gesetz über die Schiefe Ebene wonach der Fallweg mit dem Quadrat der Zeit wächst. Mit einer schiefgestellten Fallrinne bewies er zudem, daß verschieden schwere Körper mit gleicher Geschwindigkeit fallen, wenn sie vom Luftwiderstand nicht beeinflusst werden. Der englische Physiker Sir Isaac Newton (1647-1727) bringt die Mechanik mit seinem Gravitationsgesetz und seinen drei Bewegungsgesetzen in ein geschlossenes System. Seine Bewegungsgesetze beinhalten das Trägheitsgesetz (Jeder Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte gezwungen wird, seinen Zustand zu ändern), das dynamische Grundgesetz (Kraft ist Masse mal Beschleunigung bzw. Kraft ist gleich der Änderung der Bewegungsgröße) sowie das Reaktionsprinzip (Wechselwirkungsgesetz von Kräften).
	Was ist Kinematik? Die Kinematik beschreibt mathematisch die Ortveränderung von Körpern in einem Raum und ist ein Teil von der Bewegungslehre. Die Kinematik beschränkt sich auf die reine Beschreibung der Bewegungsabläufe ohne Berücksichtigung der Kräfte, die die Bewegung verursachen. Bewegung im Sinne der Kinematik ist die Ortveränderung eines Körpers in bezug auf einen anderen Körper oder auf ein beliebiges Bezugssystem.
	Was ist Dynamik? Die Dynamik untersucht den Einfluss von Kräften auf die Bewegung. Sie beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen Kräften und den durch sie verursachten Bewegungszuständen. Grundlage der Dynamik ist das nach Newton benannte dynamische Grundgesetz von 1687, das Newtonsche Axiom, wonach die Kraft gleich Masse mal Beschleunigung ist, bzw. Kraft gleich der zeitlichen Änderung der Bewegungsgröße ist.
	Was ist Statik? Die Statik ist ein Teilgebiet der Mechanik, das sich mit ruhenden Körpern befasst. Sie untersucht die Zusammensetzung und das Gleichgewicht von Kräften, die auf einen ideal starren Körper wirken.