Engineering Mechanics [इंजीनियरिंग मैकेनिक्स]

 Disclaimer:

This content does not claim any originality and cannot be used as a substitute for prescribed textbooks. I would like to acknowledge the various open sources and NPTEL/ SWAYAM course material from which the lecture note was prepared. The ownership of the information lies with the respective authors or institutions wherein the content of open source was prepared. Further, this document is not intended to be used for commercial purpose, and the BlogSpot owner is not accountable for any issues, legal or otherwise, that arising out of use of this document.

यह सामग्री किसी भी मौलिकता का दावा नहीं करती है और इसे निर्धारित पाठ्यपुस्तकों के विकल्प के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। मैं उन विभिन्न ओपन स्रोतों और NPTEL/ SWAYAM पाठ्य सामग्री को स्वीकार करना चाहूंगा जिनसे व्याख्यान नोट तैयार किया गया था। जानकारी का स्वामित्व संबंधित लेखकों या संस्थानों के पास है जहां ओपन स्रोत की सामग्री तैयार की गई थी। इसके अलावा, यह दस्तावेज़ व्यावसायिक उद्देश्य के लिए उपयोग करने के लिए नहीं है और ब्लॉगस्पॉट के मालिक किसी भी मुद्दों, कानूनी या अन्यथा, के लिए जिम्मेदार नहीं हैं जो इस दस्तावेज़ के उपयोग से उत्पन्न होते हैं।

Education is the manifestation of the perfection already in man

	Course Name:  Engineering Mechanics [इंजीनियरिंग मैकेनिक्स]
	Course Code: MZSCEA-EM-03
	Content Creator: Dr. Mohd. Zameeruddin

Course Description

Engineering Mechanics is a fundamental course in engineering profession studies that equips learners with the ability to understand and apply the laws, facts, and principles of nature to address various engineering systems.

इंजीनियरिंग मेकैनिक्स इंजीनियरिंग पेशे की पढ़ाई में एक मूलभूत कोर्स है जो छात्रों को यह क्षमता देता है कि वे विभिन्न इंजीनियरिंग सिस्टम्स को समझने और संभालने के लिए प्रकृति के कानूनों, तथ्यों और सिद्धांतों को समझें और लागू करें।

The course introduces the basic concepts of force systems, equilibrium, friction, kinematics, kinetics, work-energy principles, and impulse-momentum.

यह कोर्स बल प्रणालियों, समतुल्यता, घर्षण, गति-विज्ञान, गतिकी, कार्य-ऊर्जा सिद्धांत और संवेग-प्रेरण के मूल सिद्धांतों से परिचित कराता है।

The course emphasizes the mathematical formulation, idealization, modelling and analysis of engineering problems. Students are expected to develop the ability to construct free-body diagrams, determine reactions, analyze trusses and friction problems, study particle and rigid-body motion, and apply Newton’s laws, work-energy and impulse-momentum principles to engineering systems.

यह कोर्स इंजीनियरिंग समस्याओं के गणितीय फॉर्मूलेशन, आदर्शीकरण, मॉडलिंग और विश्लेषण पर जोर देता है। छात्रों से उम्मीद की जाती है कि वे फ्री-बॉडी डायग्राम बनाने, प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करने, ट्रस और घर्षण समस्याओं का विश्लेषण करने, कण और ठोस-पिंड की गति का अध्ययन करने, और न्यूटन के नियम, कार्य-ऊर्जा और संवेग-संवेगित सिद्धांतों को इंजीनियरिंग सिस्टम में लागू करने की क्षमता विकसित करें।

The course provides the fundamental analytical skills required for subsequent courses such as Mechanics of Solids, Structural Analysis, Theory of Machines, Fluid Mechanics, Machine Design, Dynamics and other discipline-specific engineering courses.

यह कोर्स उन मूलभूत विश्लेषणात्मक कौशलों को प्रदान करता है जो बाद के इंजीनियरिंग कोर्स जैसे सॉलिड्स की मैकेनिक्स, स्ट्रक्चरल एनालिसिस, मशीनों का सिद्धांत, फ्लूइड मैकेनिक्स, मशीन डिज़ाइन, डायनेमिक्स और अन्य विशेष इंजीनियरिंग कोर्सों के लिए आवश्यक हैं।

Course Objectives

The course aims to:

1. Introduce the fundamental principles and concepts of engineering mechanics.
2. Develop the ability to idealize real engineering systems and formulate appropriate engineering models.
3. Develop analytical skills for solving problems involving force systems and equilibrium.
4. Develop an understanding of particle and rigid-body kinematics and kinetics.
5. Apply work-energy and impulse-momentum principles to engineering systems.
6. Develop engineering problem-solving skills through mathematical modelling and analysis.
7. Develop the ability to communicate engineering solutions using free-body diagrams, equations, sketches and appropriate technical terminology

इस कोर्स का उद्देश्य है:

1. इंजीनियरिंग मेकेनिक्स के मूल सिद्धांतों और अवधारणाओं से परिचित कराना।
2. वास्तविक इंजीनियरिंग सिस्टम को आदर्श बनाने और सही इंजीनियरिंग मॉडल तैयार करने की क्षमता विकसित करें।
3. बल प्रणालियों और संतुलन से जुड़े समस्याओं को हल करने के लिए विश्लेषणात्मक कौशल विकसित करें।
4. कण और सख्त-पिंड की गति विज्ञान और बल विज्ञान को समझना सीखें।
5. इंजीनियरिंग सिस्टम्स पर वर्क-एनर्जी और इंपल्स-मोमेंटम प्रिंसिपल्स लगाओ।
6. गणितीय मॉडलिंग और विश्लेषण के जरिए इंजीनियरिंग समस्या हल करने की क्षमता विकसित करें।
7. फ्री-बॉडी डायग्राम, समीकरण, स्केच और सही तकनीकी शब्दावली का इस्तेमाल करके इंजीनियरिंग समाधान को संप्रेषित करने की क्षमता विकसित करें।

Course Outcomes:

CO ID	Course Outcome Statement	Planned Activities
MZSCEA-EM-03-01	Apply fundamental laws of engineering mechanics to obtain resultant forces and moments for planar and spatial system of forces.	Quizzes
MZSCEA-EM-03-02	Compute the reaction force and product moment of inertia using equilibrium condition, principles of friction and the motion parameters of rigid body.	Models
MZSCEA-EM-03-03	Evaluate the motion parameters like displacement, velocity, acceleration using kinetics and kinematics of rigid bodies.	Demonstration
MZSCEA-EM-03-04	Utilize the concepts of engineering mechanics and work in force and motion characteristics of rigid bodies.	Quizzes

CO Mapping with Bloom Taxonomy Level’s

CO ID	Action	POs/PSOs	Knowledge	Condition	Criteria
MZSCEA-EM-03-01	Apply	PO1 & PO2	Factual, Conceptual, and Procedural	Concept of force and its effects	Rigid body mechanics
MZSCEA-EM-03-02	Compute	PO1 & PO2	Conceptual, Procedural, Meta-cognitive and practical constraints	Reactions and internal resistances in the members	Rigid body mechanics of 1D, 2D and 3D systems
MZSCEA-EM-03-03	Evaluate	PO1& PO2	Conceptual, Procedural, Meta-cognitive and practical constraints	Effects of force during motion	Kinetics & Kinematics
MZSCEA-EM-03-04	Utilize	PO1& PO2	Factual, Conceptual, and Procedural	Effects of force during motion	Momentum & Projectiles

ENGINEERING MECHANICS: WHAT AND WHY?

इंजीनियरिंग मैकेनिक्स: क्या और क्यों?

In today’s scientific world, researchers commonly group various spheres of scientific activities by applying the principle of observation and experimentation. The branch of science that deals with or coordinates research work for practical utility and service of mankind is termed as "Applied Sciences". 

आज की वैज्ञानिक दुनिया में, शोधकर्ता आमतौर पर अवलोकन और प्रयोग के सिद्धांत को लागू करके विभिन्न वैज्ञानिक गतिविधियों के क्षेत्रों को वर्गीकृत करते हैं। विज्ञान की वह शाखा जो व्यावहारिक उपयोगिता और मानवता की सेवा के लिए शोध कार्य से संबंधित है या उसे समन्वयित करती है, उसे 'प्रयुक्त विज्ञान' कहा जाता है।

Engineering is an activity concerned with the creation of a new system for the benefit of mankind. The process of creating proceeds by way of research, design, and development. A new system emerges from improvements and innovation in the existing system. For example, a mechanical gadget improved with electronics & sensors may constitute a new system, which can be termed as mechatronics. "It may also be defined as an art of executing a partial application of scientific knowledge." - Living Webster Encyclopedia.

इंजीनियरिंग एक ऐसी गतिविधि है जो इंसानों के लाभ के लिए नए सिस्टम को बनाने से जुड़ी होती है। नया सिस्टम बनाने की प्रक्रिया रिसर्च, डिज़ाइन और विकास के माध्यम से आगे बढ़ती है। नए सिस्टम का जन्म मौजूदा सिस्टम में सुधार और नवाचार से होता है। उदाहरण के लिए, एक मैकेनिकल गैजेट जिसे इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसर के साथ बेहतर बनाया गया है, वह एक नया सिस्टम हो सकता है, जिसे मेकाट्रॉनिक्स कहा जा सकता है। 'इसे वैज्ञानिक ज्ञान के आंशिक प्रयोग को निष्पादित करने की कला के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।' - लिविंग वेबस्टर एन्साइक्लोपीडिया।

Let us try to understand the difference between science and engineering. Science is concerned with a systematic understanding and gathering of facts and laws and principles governing natural phenomena. On the other hand, engineering is an art of the utilization of established facts, laws, and principles to create a certain desired phenomenon, as illustrated in figure 1. For example, the generation of electricity from runoff water flowing in rivers and streams.

आइए विज्ञान और इंजीनियरिंग के बीच के अंतर को समझने की कोशिश करें। विज्ञान का संबंध प्राकृतिक घटनाओं पर शासन करने वाले तथ्यों, नियमों और सिद्धांतों की व्यवस्थित समझ और संग्रह से है। दूसरी ओर, इंजीनियरिंग स्थापित तथ्यों, नियमों और सिद्धांतों का उपयोग करके किसी निश्चित वांछित घटना को उत्पन्न करने की कला है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। उदाहरण के लिए, नदियों और नालों में बहते पानी से बिजली का उत्पादन।

The branch of science that deals with the study of the action of forces on the objects is called mechanics. Engineering mechanics is a branch of applied science that deals with the laws and principles of mechanics, along with their applications to engineering problems.

विज्ञान की वह शाखा जो वस्तुओं पर बलों की क्रिया के अध्ययन से सम्बंधित है उसे यांत्रिकी कहते हैं। इंजीनियरिंग यांत्रिकी एक अनुप्रयुक्त विज्ञान की शाखा है जो यांत्रिकी के नियमों और सिद्धांतों के साथ-साथ उनके इंजीनियरिंग समस्याओं में प्रयोग से जुड़ी है।

Thanks for reading the blogspot, may be this content help you to upgrade your academic progress. By a Coffee for me as a token of love from you

Classification of Engineering Mechanics

Engineering mechanics can be broadly classified into two groups: Fluid Mechanics and Solid Mechanics

Fluid Mechanics

It is the branch of science that deals with the behaviour of fluids [in gaseous or liquid state] under the action of the forces on them. Fluid mechanics is further classified as fluid statics and fluid dynamics. The study of fluids at rest is known as fluid statics and the study of fluids in motion considering the pressure forces is known as fluid dynamics. Fluid dynamics is further divided into fluid kinematics and kinetics based on the effects of pressure. Fluid kinematics includes the study of ideal fluids, viscous fluids and compressible fluids.

तरल यांत्रिकी

यह विज्ञान की वह शाखा है जो द्रवों [गैसीय या द्रव स्थिति में] के व्यवहार को उनके ऊपर लग रहे बलों के क्रियान्वयन के तहत संबोधित करती है। द्रव यांत्रिकी को आगे द्रव स्थैतिक और द्रव गतिशास्त्र के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। स्थिर द्रवों का अध्ययन द्रव स्थैतिक के रूप में जाना जाता है और द्रवों की गति का अध्ययन, दबाव बलों को ध्यान में रखते हुए, द्रव गतिशास्त्र के रूप में जाना जाता है। द्रव गतिशास्त्र को दबाव के प्रभावों के आधार पर द्रव गति विज्ञान और द्रव बल विज्ञान में और विभाजित किया गया है। द्रव गति विज्ञान में आदर्श द्रवों, चिपचिपे द्रवों और संघन्य द्रवों का अध्ययन शामिल है।

Solid mechanics

It is the branch of engineering mechanics that deals with the behaviour of rigid and deformable bodies and the forces acting on them. The mechanics of rigid bodies are further classified into static and dynamic. Statics deals with the forces and their effects while acting on the bodies at rest. Dynamics deals with the forces and their effects on the bodies that are in a state of motion. Dynamics is further sub-divided into; (i) Kinematics which deals with the bodies in motion without any reference to force which are responsible for a motion and (ii) Kinetics which deals with the bodies which are in motion due to the application of the force.

ठोस यांत्रिकी

यह इंजीनियरिंग यांत्रिकी की वह शाखा है जो कठोर और विकृत होने वाले पिंडों के व्यवहार और उन पर कार्य करने वाले बलों से संबंधित है। कठोर पिंडों की यांत्रिकी को आगे स्थिर (स्टैटिक) और गतिशील (डायनामिक) में वर्गीकृत किया जाता है। स्थैतिक यांत्रिकी उन बलों और उनके प्रभावों का अध्ययन करती है जो स्थिर पिंडों पर कार्य करते हैं। गतिशील यांत्रिकी उन बलों और उनके प्रभावों का अध्ययन करती है जो गति में होने वाले पिंडों पर कार्य करते हैं। गतिशील यांत्रिकी को आगे दो में बांटा गया है; (i) गति रेखाकरण (Kinematics) जो पिंडों की गति का अध्ययन करता है बिना किसी बल के संदर्भ में, जो उस गति के लिए जिम्मेदार हैं, और (ii) गति विज्ञान (Kinetics) जो उन पिंडों का अध्ययन करता है जो बल लागू होने के कारण गति में हैं।