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理论力学

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<封面和维基间链接力学是我们生活和物理学中必不可少的一部分

力学中的大部分数学都涉及向量,理解它们对于理解力学至关重要。本节涵盖向量数学的基础知识。

静力学是关于平衡的。它研究不同静止物体之间的关系。

力和其效应

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力是两个物体之间的相互作用。如果没有两个(或更多)物体,就不会有力的存在。物体不一定需要接触,例如重力、电磁力和静电力。

力用向量表示:大小表示力的强度;方向表示力作用的方向;原点定义了力作用在物体上的位置。

力的效应

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作用在物体上的合力可以产生五个效应:张力、压缩力、剪切力、平移或旋转。

请注意,这种平移是根据亚里士多德物理学,它基于一个信念,即如果某物运动,它必须有一个推动者,即导致位置变化的力。根据牛顿物理学,这并不正确,在牛顿物理学中,力改变物体的速度。

矩形的平移
  • 物体沿平行于自身的方向运动。
  • 效应由作用力的强度和方向决定。
  • A 是物体在原始位置。
  • A' 和 A'' 分别是沿 X 轴和 Y 轴平移的物体。

A''' 是沿两个轴都平移的物体。

矩形的旋转
  • 物体绕某一点旋转。
    原始矩形(左)绕其中心旋转。结果显示在右侧。虚线矩形显示原始矩形的位置。
  • 物体绕某一轴旋转。
    例如,门。想象穿过铰链的一条线,这就是轴。门绕此轴旋转。
平移和旋转
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矩形的平移和旋转
  • 物体既不平行运动,也不绕固定点或轴旋转。

运动学

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运动学描述了点或物体的位移、速度和加速度,以及它们之间的关系,而不考虑加速度的原因。

动力学

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动力学通过将原因(力)与效应(加速度)联系起来,将静力学与运动学联系起来。这就是牛顿三定律的所在之处。

除了牛顿定律之外,还有其他力学的表述方法;拉格朗日力学和哈密顿力学。这些力学的表述方法更侧重于能量而不是力。

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