力学的范围包括哪些

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/19 01:54:19
力学的范围包括哪些
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力学的范围包括哪些
力学的范围包括哪些

力学的范围包括哪些
最早是:牛顿-拉格朗日以经典牛顿定律和伽利略坐标系为基础,研究力学系统的力学,后来由于数学的发展引入了拉格朗日(包括哈密顿)分析方法;
同一时代,由于分子理论和工业发展,使得宏观分子力学(热力学)研究开始,并解决热传输、对流、燃烧等热力学问题.
后来为了解决变形体的问题:柯西力学采用选取控制体的方法,主要研究流体力学(和弹性力学),并定义连续介质,解决变形体问题,但变形体力学依旧因为数学发展的有限难以解决.
同时由于电磁学的发展,电动力学(洛仑兹等)也进入力学范畴.
后来由于爱因斯坦相对论,以及德布罗意发现物质波,以及数学工具足够应用,量子力学发展,解决微粒的力学问题.但其物理意义依旧存在许多困惑.

运动学:力学乃至经典物理的入门内容,研究物体(一般从质点开始)的运动速度、位移、轨迹、加速度、路程等直接表征物体运动的物理量,但不考究物体为什么运动(也就是不需要管受力情况),有可能出现简单的相对运动的问题。
静力学:需要对物体(一般是从质点开始)进行受力分析,问题围绕着物体是否受力平衡展开(包括力矩是否平衡),静力学的问题中,物体一般是静止或者匀速直线运动或匀速转动。
动力学:同...

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运动学:力学乃至经典物理的入门内容,研究物体(一般从质点开始)的运动速度、位移、轨迹、加速度、路程等直接表征物体运动的物理量,但不考究物体为什么运动(也就是不需要管受力情况),有可能出现简单的相对运动的问题。
静力学:需要对物体(一般是从质点开始)进行受力分析,问题围绕着物体是否受力平衡展开(包括力矩是否平衡),静力学的问题中,物体一般是静止或者匀速直线运动或匀速转动。
动力学:同样需要对物体作受力分析,但物体往往所收合力不为零,此部分核心是牛顿第二定律,也就是质量乘以加速度等于所受合力之和。这部分一般还没涉及转动,难点一般是涉及摩擦力的系统。
动能定理与机械能守恒定律:动能定理与机械能守恒定律本质上是牛顿第二定律的另一种表述(积分表述),对于某些系统,应用动能定理与机械能守恒定律解题可以免去负责的从牛顿第二定律出发的复杂计算。这部分关键是机械能守恒的条件,也就是系统所受合外力为零,而且没有摩擦发热。
动量守恒定律:动量定理本质上也是牛顿第二定律的另一种表述(但与动能定理不同),这部分主要的问题是各种碰撞。动量守恒定律是必然成立的,但应用时候,一般只在确定受到合外力为零的方向上有用。
转动系统的动能定理与角动量守恒定律:本质同上面说的动能定理、机械能守恒、动量守恒定律一样,只不过引入了角量(角位移,角速度,角加速度,力矩,角动量)。研究对象一般为刚体。
有心保守力场:模型一般是恒星模型,在万有引力或者库仑力的力场中,质点的运动轨道根据初始机械能不同,可以解出抛物线、椭圆、双曲线三种,解这个需要用到极坐标和比内公式。
上面是基础性内容,下面难度提高(理论力学的范畴):
参照系:主要问题是质心系、非惯性系的问题,非惯性系包括参考系有相对于静止参考系的平动加速度、旋转角速度和角加速度。
刚体:本质是具有某些特征的非惯性系问题,这里不展开。
狭义相对论:引入洛伦兹修正以及自然而然的思维时空观,这里不展开。
分析力学:力学范畴的终极BOSS,核心是拉格朗日方程、哈密顿方程、哈密顿原理,当然还有虚功原理、广义坐标广义速度等,本质是用广义坐标、广义速度、广义动量与广义力,来把物理学涉及到能量的各范畴的一些基本关系归纳到一种类似经典力学的模型中(即功=力乘以位移),虽然看似只是一种改写,但对于一些未知的领域(比如说量子领域)却有神奇的指导作用。
就这么多了,我为什么知道?因为我都学过

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学了快一年的大学物理,我理解的是分为矢量力学和分析力学两大类。其它力学比如流体力学,材料力学,结构力学都是这两大力学的应用。矢量力学就是要画图,分析物体的速度加速度等矢量。是按照牛顿的方式解决问题;分析力学则是在牛顿之后主要由拉格朗日和哈密顿建立起来的体系,它主要以功和能的观点看待问题。分析力学的坐标不再局限于三维空间坐标系,凡是能约束物体运动的参量都可以当作确定物体坐标,称作广义坐标,其随时间的...

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学了快一年的大学物理,我理解的是分为矢量力学和分析力学两大类。其它力学比如流体力学,材料力学,结构力学都是这两大力学的应用。矢量力学就是要画图,分析物体的速度加速度等矢量。是按照牛顿的方式解决问题;分析力学则是在牛顿之后主要由拉格朗日和哈密顿建立起来的体系,它主要以功和能的观点看待问题。分析力学的坐标不再局限于三维空间坐标系,凡是能约束物体运动的参量都可以当作确定物体坐标,称作广义坐标,其随时间的变化率即为广义速度,类似可定义广义位移,加速度等。力学问题一般都要化归为微分方程来求解。或者所有的力学问题都可以用微分方程来描述。分析力学要比矢量力学更易求得微分方程。甚至能解决矢量力学解决不了的问题

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