(Gr. mèchanè = werktuig) of werktuigkunde is een onderdeel der natuurkunde. De m. beschouwt de natuurkrachten alleen in zoover zij oorzaak zijn van bewegingsverandering. Krachtswerking treedt alleen op tusschen minstens twee lichamen of twee deelen van eenzelfde lichaam.
Deze lichamen worden beschouwd als onveranderlijk van vorm of veranderlijk. Vandaar indeeling in 1° m. der lichamen, die als vast worden beschouwd, waarvan de theorie berust op die van het stoffelijk punt, en
2° m. der deformeerbare lichamen.
Het eerste deel omvat de statica en de dynamica, d.i. de leer der evenwichten en die der bewegingsveranderingen, door krachten veroorzaakt, zooals: zwaartekracht, veerkracht, electrische en magnetische kracht. Zelfs de krachten, die in het atoom werkzaam zijn, heeft men als mechanische krachten trachten te behandelen. Deze blijken echter een afzonderlijke m. te vereischen. Met de relativistische en de quanta-mechanica heeft men reeds betere uitkomsten verkregen. Het tweede deel omvat de toestandsveranderingen der werkelijke lichamen, die onder krachtsinwerking van buiten ook nog hun vorm en/of hun volume veranderen. Dit leidt tot onderverdeelingen; bij vaste lichamen: veerkracht, vastheidsleer; bij vloeistoffen: hydrodynamica; bij gassen: aërodynamica.
Heel deze wetenschap wordt bovendien nog verdeeld in theoretische en toegepaste m. Deze laatste behandelt de constructie van werktuigen. Naar gelang de onderstelling, die men omtrent de lichamen maakt, onderscheidt men nog de continuïteitsmechanica en m. der discrete massapunten. De statistische mechanica is van belang voor de moleculairtheorie.
De fundamenten der m., die, in tegenstelling met de relativistische e.a., de klassieke genoemd wordt, zijn de drie wetten van Newton, nl.
1° Elk vrij lichaam volhardt in den toestand van rust of beweging, waarin het verkeert. Vrij is een lichaam, wanneer het aan uitwendige invloeden onttrokken is. Verandert zijn bewegingstoestand, dan geschiedt dit slechts onder den invloed (kracht) van een ander lichaam.
2° De verandering van de hoeveelheid van beweging (impuls) is evenredig met de werkende kracht en geschiedt in de richting dier kracht.
3° Oefent een lichaam een zekere kracht op een ander lichaam uit, dan ondervindt het daarvan een terugwerking, die daaraan gelijk en tegengesteld is (gelijkheid van actie en reactie).
Verder wordt de m. geleid door eenige principes, zooals dat van d’Alembert, van Hamilton-Jacobi (princ. der stationnaire werking), van Maupertuis (princ. der kleinste werking): de natuur brengt met de kleinste middelen steeds de grootste uitwerking voort, van Hertz (princ. van den naasten weg), van het behoud van arbeidsvermogen, van het behoud van het zwaartepunt en van de gelijkheid der in gelijke tijdsdeelen doorloopen oppervlakken door den voerstraal bij centrale bewegingen.
De geschiedenis der m. begint reeds bij de oudste volken: uit hun bouwwerken, kanalen, enz. blijkt inzicht in de eenvoudigste wetten der m. De grondvester der wetenschappelijke m. schijnt Archimedes geweest te zijn, die de theorie van eenvoudige werktuigen (hevel, katrol, schroef e.a.) opstelde en enkele wetten vond voor het evenwicht in vloeistoffen en voor de zwaartekracht. Na hem maakten eenige Alexandrijnsche wiskundigen, zooals Ktesibios, Philo en Heron, zich voor de m. verdienstelijk. In de M.E. is de vooruitgang wel is waar niet groot, maar toch niet onbelangrijk. Wij noemen slechts Joannes Philoponus, Oresme, Occam, Albert van Saksen, Roger Bacon en Albertus Magnus. Nicolaus de Cusa en Leonardo da Vinci brengen in den tijd der Renaissance de theoretische m. nauwelijks een schrede verder.
Eerst in de 2e helft der 16e eeuw begint de verdere ontwikkeling der m. met Ubaldi, Benedetti en Simon Stevin. Galilei legde de grondslagen voor de leer der slinger- en valbewegingen, die resp. door Huygens en Torricelli werden verbeterd. Ten slotte heeft Newton, door zijn helder inzicht in de grondwetten der m., in verband met den loop der hemellichamen, feitelijk de theoretische (klassieke) m. gesticht. Hij ontdekte de algemeene gravitatiewet, paste die op kromlijnige bewegingen toe en stelde de algemeene wetten der beweging op. Door Leibniz, Bernoulli, Mariotte, Euler e.a. werd, gebruikmakend van de nieuwe differentiaal- en integraalrekening deze theorie verder ontwikkeld, totdat zij ten slotte door Lagrange, d’Alembert, Laplace, Gauss, Hamilton en Jacobi op de hoogte werd gebracht, waarop zij in de 19e eeuw stond.
Toen kwam de critiek, vnl. van Mach, Kirchhoff en Poincaré, die echter nog niet tot een nieuwen positieven opbouw leidde. Deze begon eerst, toen de axiomatische methode van Pasch en Hilbert op de m. werd toegepast. Natuurlijk hebben ook de groote grondvesters uit vroegere perioden zich critisch van de onaantastbaarheid der principes willen overtuigen, maar het bewuste onderzoek naar den zuiver logischen opbouw, waarbij alle onderstellingen duidelijk worden uitgesproken en hun onderlinge afhankelijkheid wordt onderzocht, dateert eerst van de 20e eeuw. Als onderzoekers op dit gebied noemen wij R. Marcolongo en G. Hamel.
Lit.: Geiger en Scheel, Handb. der Physik (V 1927); Grimsehl, Lehrb. der Physik (I 1929); Max Planck, Einführung in die allg. Mechanik (1928); R. W. Pohl, Einführung in die Mechanik und Akustik (1930); Föppl, Techn. Mechanik (6 dln. 1922); Handwörterb. der Naturwissenschaften (VI 1932); E. Hoppe, Gesch. der Physik.
A. Mulder.
Statistische mechanica In de gewone mechanica wordt de beweging van een enkel lichaam of van een stelsel van lichamen onderzocht, waarbij voor elk lichaam afzonderlijk de bewegingstoestand kan worden beschreven. Heeft men te maken met een stelsel van een zeer groot aantal bewegende lichamen, waarvan de individueele bewegingen niet door waarneming vastgesteld kunnen worden, dan verliest de beschrijving van deze afzonderlijke bewegingen haar beteekenis. Een voorbeeld hiervan vindt men in de moleculaire bewegingen van een gas. Een gas is samengesteld uit een zeer groot aantal snel bewegende moleculen, waarvan de individueele bewegingen voor ons niet waarneembaar zijn. De resultante van al deze individueele bewegingen uit zich echter in de, voor ons wel waarneembare, druk, volume en temperatuur van het gas. In de statistische m. wordt nu getracht, uitgaande van de wetten der gewone m., wetten op te stellen voor het resulteerende gedrag van een stelsel van zeer vele bewegende stoffelijke punten (moleculen), waarbij dan zekere onderstellingen gemaakt worden over de constitutie der individueele deeltjes.
Men kan dan komen tot beschouwingen over de waarschijnlijkheid, dat de coördinaten en snelheden der deeltjes bepaalde waarden bezitten, en dan op grond van deze waarschijnlijkheidsbeschouwingen conclusies trekken over de grootte van de voor ons waarneembare grootheden. In de moderne natuurkunde speelt de statistische m. een groote rol. De grondslagen ervan werden gelegd door Boltzmann en Gibbs. Borghouts.