工程科学与应用力学 一
理论与应用力学专业就业前景
理论与应用力学专业就业前景引言理论与应用力学专业是一门研究力学基本理论和应用的学科,其涵盖了力学的基本原理、力学分析方法以及力学在工程实践中的应用。
由于力学在科学研究和工程技术领域都具有重要的地位和应用价值,理论与应用力学专业的学生在毕业后有着广阔的就业前景。
行业就业前景1. 科学研究机构理论与应用力学专业的毕业生在科学研究机构中具有广泛的就业机会。
他们可以参与科学研究项目,开展力学理论研究或者进行力学实验。
在科学研究机构中,他们可以与其他领域的科学家合作,推动科学的发展和进步。
2. 工程领域理论与应用力学专业的毕业生在工程领域也有着优越的就业前景。
他们可以应聘工程师、项目经理或技术顾问等职位,参与各类工程项目的设计、分析和实施。
尤其是在航空航天、汽车、机械制造等领域,他们的力学专业知识将会得到充分应用。
3. 教育行业理论与应用力学专业的毕业生还可以选择从事教育行业。
他们可以在高中、大学等教育机构中担任力学相关课程的教师,培养和指导学生的学习。
同时,他们还可以参与科研项目,在教育行业中发挥自己的专业知识和研究能力。
4. 学术研究理论与应用力学专业的毕业生还可以选择进一步深造,攻读硕士、博士学位。
他们可以选择在国内外知名大学攻读研究生学位,并参与学术研究项目。
通过深入研究,他们可以获得更高层次的学术成就,为力学领域的发展做出贡献。
就业前景分析理论与应用力学专业的就业前景乐观。
随着科技的快速发展和现代化工程的需求增长,对力学专业人才的需求正在不断增加。
以下是就业前景分析的几个重要方面:1. 专业知识和技能需求理论与应用力学专业的毕业生在力学理论、力学分析方法以及工程实践方面具有深厚的专业知识和技能。
这些基础知识和技能使他们能够适应各种工作需求,并具备解决实际问题的能力。
2. 多学科交叉能力理论与应用力学专业涉及到多个学科的知识,例如数学、物理、材料等。
毕业生在学习过程中需要与其他学科进行交叉学习和融合,培养了他们的综合能力和解决复杂问题的能力。
工程力学1绪论及静力学基础
接触力: 弹性力和摩擦力
工
程
非接触力
力
(场力): 万有引力、电场力、磁场力
学
1. 发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力 叫弹力。
2。弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间。
3。通常所谓的推力、压力、支持力、拉力、张力等均是根据弹力的作用效果命名。
室内环境,冬季保温、夏季散热。
12
“ 四
工两 程拨 力千 学 斤”
中国武术中有“四两拨千斤”的招式。 请你分析一下: (1)“四两拨千斤”与力学中的什么 内容有关系? (2)试用力学原理简要解析一下“四 两拨千斤”的关键所在? (3)试分析图示拔桩装置的力学原理。
13
轧钢机械中的力学问题
工
程
力
θ
x
du
x
=
du dx
a
=a +b
( 直角改变量 )
b
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工程力学研究模型
(1) 物体模型-质点与质点系统
工
程
质点 离散质点系统 连续体系统
力
学
(2)工作状态模型-刚体与变形体
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工程力学的学习方法
工程实际问题,往往比较复杂,为了使研究的问题简单化,
工 程
通常抓住问题的本质,忽略次要因素,将所研究的对象抽象化为 力学模型。根据不同的研究目的,将实际物体抽象化为不同的力 学模型是工程力学研究中的一种重要方法。
工程力学是一门研究物体机械运动和构件承载能力的科学。所
谓机械运动是指物体在空间的位置和形状随时间的变化,而构件承
载能力则指机械零件和结构部件在工作时安全可靠地承担外载荷的
理论与应用力学专业学什么
理论与应用力学专业学什么理论与应用力学专业是一门涉及物体运动、力学原理和应用的学科,主要研究力学基本概念、力学原理和力学应用的技术与方法。
该专业的学习内容涉及广泛,旨在培养学生具备扎实的力学理论基础和实践应用能力。
理论学习在理论与应用力学专业的学习中,学生将深入学习各种力学理论。
最基础的力学理论包括牛顿力学、静力学、动力学、弹性力学等。
学生需要了解物体在不同情况下的力学特性,例如力的作用、物体的运动规律、应变和应力等。
此外,学生还将学习更高级的力学理论,如连续介质力学、流体力学、振动与波动等。
这些理论将有助于学生深入探索物体在复杂环境中的力学行为。
理论学习还包括数学和物理学等相关课程。
学生需要具备扎实的数学基础,以便能够理解和应用力学理论中的数学方法和公式。
物理学则提供了力学理论的实验依据和验证手段。
实践应用理论与应用力学专业也重视学生的实践能力培养。
学生将通过实验课程和实践训练掌握实际应用力学理论的技术与方法。
实验课程将提供给学生实际操作的机会,例如使用仪器和设备测量物体的力学特性,进行数据处理和分析等。
学生将学习实验设计、数据采集和实验结果的解释与评估。
此外,学生还将进行工程实践和实习。
实践环节将帮助学生将理论知识与实际问题相结合。
学生可能参与工程项目,如结构分析、力学测试、研发新材料等。
通过实践,学生将加深对力学理论的理解,并能够灵活应用于实际工程问题的解决中。
未来就业理论与应用力学专业毕业生具备广泛的就业前景。
他们可以选择从事研究和开发工作,为新材料、结构和装置的设计提供力学支持。
他们可以在制造业、汽车工程、航空航天、能源等领域找到工作。
此外,理论与应用力学专业毕业生也可以选择从事教育与教学工作,培养和指导未来的力学专业人才。
总之,理论与应用力学专业的学习涉及力学理论的深入学习以及实践应用能力的培养。
这将为学生打下坚实的理论基础,并为他们未来的就业和研究提供广泛的选择。
工程力学-1
绪论一、理论力学的研究对象和内容1.研究对象:理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门科学。
机械运动:物体在空间的位置随时间而发生变化。
它是我们在日常生活和生产实践中最常见、最简单的一种运动形式。
如:星、辰、日、月、江、河、湖、海的运动,各种机器的运动,各种交通运输工具的运动等等。
除之而外,在客观世界中,还存在着各种各样的比较复杂的物质运动。
如:热:是分子的运动光:是光子的运动不属我们研究范围电:是电子的运动等等我们研究的是最简单的机械运动。
平衡是机械运动的特殊情况。
2.内容:为了便于研究,理论力学的内容通常分为三部分。
静力学:主要研究物体在力系作用下的平衡规律,同时也研究物体受力的分析方法,以及力系简化的方法等。
运动学:只从几何的角度来研究物体的运动(如轨迹、速度和加速度等),而不研究引起物体运动的物理原因。
动力学:研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
二、理论力学的研究方法是从实践出发,经过抽象化、综合、归纳、建立公理,再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论,形成理论体系,然后通过实践来验证理论的正确性。
1.实验是形成理论的重要基础通过观察生活和生产实践中的各种现象,进行多次的科学实验,经过分析、综合和归纳。
总结出力学的最基本的规律。
2.经过抽象化建立力学模型在日常生活和工程实际中,作机械运动的物体是各种各样的,我们不可能一个一个地分别给以研究,这就要求我们从具体事物的复杂现象中,抓住共性,找出主要矛盾,略去次要矛盾,从而抽象为书本上能够研究的力学模型。
例如,在研究物体的机械运动时,就忽略了物体的受力变形,得到一个叫做刚体的模型。
如果忽略摩擦对物体运动的影响,就得到理想约束的模型;在有些情况下,又当我们不考虑物体的几何尺寸时,就得到了质点的模型等等,这样抽象以后,就便于进行研究。
3.实践是检验真理的唯一标准古典力学理论在现实生活和工程中,被大量实践验证为正确,并在不同领域的实践中得到发展,形成了许多分支,如刚体力学、弹塑性力学。
专业解读之工程力学 工程科学和技术的基础
专业解读之工程力学工程科学和技术的根底专业解读之工程力学:工程科学和技术的根底“力学位于工程、材料科学、地球物理以及宽广的应用科学和技术方面教育和研究活动的轴心。
”——中国力学学会年度报告我国的近代力学事业始于20世纪50年代,既是具有传统优势的学科之一,也是一门独立的重要学科。
工程力学以工程和自然界的真实介质和系统为研究对象,成为众多门需要精细化、机理化描述的应用科学和工程技术根底。
如复杂地质环境下道路交通建立急需土力学、断裂力学理论的突破;可持续性开展、污染治理的需求呼唤着环境力学的兴起;虚拟制造需要借助于计算力学和材料工艺力学的新进步;工程结构可靠性依赖于故障诊断学、宏微观破坏力学、智能结构力学和主动控制理论的新应用;新材料的研制需要开展微细观力学和计算材料学;环境灾害预报与防治有赖于灾害力学的研究进展;载人航天和民用飞机的开展依赖于实验和计算空气动力学。
那么,处于如此重要地位的工程力学是个怎样的专业,就业情况和未来开展如何呢?我们一起从以下几个方面来了解一下吧!在早期的工程工程中,人们发现一些工程会出现变形、裂纹、断裂等不同问题,直到设计人员将这些问题交给力学专业的人员来解决,这样就萌生了工程力学专业。
之后人们发现将力学思维融入到工程设计之中,工程工程会防止很多问题。
于是力学和工程紧密结合在了一起。
工程力学(Engineering Mechanics)就是力学和工程实际的紧密结合,以理论、实验和计算机仿真为主要手段,研究和解决工程中的与力学相关的振动、变形、断裂、疲劳、破坏等等问题,涉及航空、航天、建筑、机械、汽车、造船、环境和生物医学等诸多领域。
工程力学源于力学,与实际紧密联系,工程给力学提出问题,力学的研究成果为工程解决问题改良设计。
有很多人认为力学是包含在物理学中的,这是个误区。
在现代,工程力学是独立于物理学的一门自然科学。
进入21世纪,工程力学在航空航天、高速铁路、土木工程、船舶海洋工程、机械工程、能源工程等众多工程领域均有广泛的应用。
应用力学力学
应用力学力学
应用力学力学是研究物体受力和运动规律的学科。
它是物理学的重要分支,广泛应用于工程、地质学、生物学等领域。
力学力学的研究对象包括静力学、动力学和弹性力学等。
静力学研究物体受力平衡的情况。
当物体受到外力作用时,如果各个力的合力为零,则物体处于静力平衡状态。
这种平衡条件在工程设计中非常重要。
例如,建筑物需要保持平衡,以确保结构的稳定性。
此外,在桥梁、机械等方面,静力学也发挥着重要的作用。
动力学研究物体在受力下的运动规律。
根据牛顿运动定律,物体受到的合力等于物体质量与加速度的乘积。
因此,通过研究物体所受的力和质量,可以预测物体的运动轨迹和速度变化。
动力学在机械工程、运动学、天体物理等领域得到广泛应用。
弹性力学研究物体在外力作用下的形变和应力分布。
当物体受到外力作用时,会发生形变和应力。
弹性力学研究这些变化的规律。
例如,弹簧的伸缩变形、材料的拉伸和压缩等都是弹性力学的研究对象。
弹性力学在材料科学、土木工程等领域具有重要的应用价值。
应用力学力学的研究成果对于工程设计、物体运动预测和材料研究等方面具有重要意义。
它为我们提供了理论基础和实践指导,使我们能够更好地理解和应用力学力学的知识。
通过研究力学力学,我们可以更好地解释和解决实际问题,推动科学技术的发展。
工程力学的发展历程与应用前景
工程力学的发展历程与应用前景一、引言工程力学是研究物体的运动和力学性质的科学,是先进技术的基础。
工程力学的发展历程可以追溯到古代文化和科学的起源。
它在现代科学中占据着中心地位,广泛应用于建筑、机械、交通、能源、环境和航空航天等各个领域。
本文旨在探索工程力学的发展历程与应用前景。
二、发展历程1. 古代早在古代,人们就开始用简单的力学概念来探究物体的物理特性。
古代希腊学者亚里士多德提出了物体四种运动状态的概念:静止、平衡、加速运动和匀速运动。
他将运动状态区分为自然运动和强制运动。
另一位希腊学者欧几里得使用几何学模型和刚体的理念研究了力的平衡和黄金定理等概念。
在中国,魏晋南北朝时期的李冶提出了四书五经中的“阴阳五行”等力学概念。
2. 近代在近代,工程力学迅速发展。
伽利略提出了动力学和牛顿三大运动定律,为物体的运动和力学性能提供了新的视角。
牛顿发明了微积分和万有引力定律,并着手研究流固耦合的问题。
欧拉开创了弹性理论和振动学。
在位移法和应力法的基础上,柯西开创了应变理论,补充了刚体静力学中的不足。
随着速度和温度的大幅升高,材料力学成为探究材料性能的工程力学重要领域。
3. 现代现在,工程力学已进入信息时代,其理论和应用正在取得革命性变化。
计算技术和数值模拟软件使得三维模型和膜应变分析、热传导分析可能,从而更加准确地衡量结构的切应力、平衡状态、施力方向以及材料特征,预测其退化和破坏时间。
此外,微观和宏观水平的桥接也为非线性力学和复杂结构的研究提供了新的思路。
这些新的理论和技术的发展将不断推动工程力学前进。
三、应用前景1. 建筑物结构分析工程力学在建筑物结构分析中的应用是其最广泛的应用领域之一。
工程力学可以测量建筑物的应力、应变和刚度等特性,对结构设计和改进提供关键数据。
工程力学的有效预测和分析能力使其在建筑物防震、防火、抗风等方面得到广泛应用。
2. 交通运输在交通运输方面,工程力学是设计强度和重量轻量化的关键技术,可以确保交通运输工具的结构安全和运行可靠性。
应用力学力学
应用力学力学
应用力学是研究宏观物质运动规律及其在工程上的应用的科学,其基本原理是经典力学,是物理学力学的一个分支。
它包括质点及材料力学、弹性力学、固体力学、流体力学、流变学、水力学和土力学等领域。
应用力学主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动在实际中的关系。
它侧重于工程应用为目的的研究课题和研究方法,如航空力学、建筑力学、船舶力学、车辆力学、陀螺力学等。
相对于理论力学,应用力学更注重实际应用和解决工程问题。
此外,《应用力学》一书也是人民交通出版社出版的教材,涵盖了静力学基本知识、工程构件的受力分析、平面力系的合成与平衡、基本变形的内力、应力、变形和强度、刚度计算等内容。
如需更多关于应用力学的信息,建议查阅相关资料或咨询专业人士。
工程力学的基本原理和应用
工程力学的基本原理和应用工程力学是研究物体受力状况及其运动规律的科学,它是现代工程科学的基础。
本文将介绍工程力学的基本原理,以及它在实际工程中的应用。
一、力学的基本原理力学是物理学的一个分支,它研究物体受力的变化情况以及物体的运动规律。
在工程力学中,有三个基本原理,分别是牛顿运动定律、力的叠加原理和作用与反作用原理。
1.1 牛顿运动定律牛顿运动定律包括三个定律。
第一定律,也称为惯性定律,指出物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
第二定律,描述物体的加速度与所受外力之间的关系。
第三定律,指出任何两个物体之间的力大小相等、方向相反。
1.2 力的叠加原理力的叠加原理是指当多个力同时作用在一个物体上时,它们的合力等于这些力的矢量和。
合力的大小和方向由各个力的大小和方向决定。
1.3 作用与反作用原理作用与反作用原理又称为牛顿第三定律,它指出两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
换句话说,每一个力都伴随着一对相等而反向的力。
二、工程力学的应用工程力学的应用非常广泛,几乎涵盖了所有工程领域。
下面列举了几个常见的工程力学应用案例。
2.1 结构力学结构力学是工程力学的重要分支,它研究力学原理在结构设计中的应用。
通过对结构的内力、应变、变形等参数进行分析,能够确保结构在使用条件下的安全可靠。
2.2 土木工程在土木工程中,工程力学的应用非常重要。
例如,在桥梁设计中,工程力学可以用来计算桥梁受力情况,确保桥梁的稳定性。
在地基工程中,工程力学可以用来分析地基的承载能力,指导建筑物的设计。
2.3 机械工程机械工程涉及到各种机械设备和机械系统的设计与制造。
在机械工程中,工程力学可以用来分析机械零件和机械系统的受力特性,以确保其正常运行。
2.4 航空航天工程航空航天工程是一个非常复杂的领域,而工程力学在其中起着至关重要的作用。
它可以用来研究航空航天器的受力情况,优化设计方案,并确保飞行安全。
2.5 电子工程在电子工程中,工程力学可以应用于电子元件和电子设备的结构设计。
801工程力学参考书
801工程力学参考书1.引言1.1 概述概述部分的内容:工程力学作为一门基础性和综合性的学科,对于工程领域的学习和研究起到了至关重要的作用。
它是研究物体在受力作用下静止或运动状态的力学规律的学科。
801工程力学参考书旨在通过对力学知识的详细阐述和案例分析,帮助读者全面了解和掌握工程力学的基本概念、理论和实践应用。
本参考书的编写目的是为了满足广大工程师、学生和从事相关工作人员的需求。
通过学习本书,读者将能够深入了解物体受力的原理和规律,熟悉力学的基本概念和公式,并能够应用这些知识解决实际工程问题。
本书力求理论与实践相结合,既注重基本概念和理论的阐述,又注重实际案例和工程应用的讲解,以帮助读者更好地理解和应用工程力学。
本书的结构分为三个主要部分。
引言部分主要介绍了文章的背景和目的,并对整篇文章的结构进行了概括;正文部分是本参考书的核心内容,其中包括了工程力学的基本知识和重要要点的讲解;结论部分对整篇文章进行了总结,并展望了工程力学的未来发展方向。
总之,801工程力学参考书是一本系统、全面介绍工程力学知识的参考书,内容包含了工程力学的各个方面的基本理论和实践应用,旨在帮助读者深入理解工程力学的原理和规律,并能够灵活应用这些知识解决工程实际问题。
希望读者通过阅读本书,能够提高工程力学的理论水平和实践能力,为工程领域的发展和进步做出贡献。
1.2 文章结构文章结构是写作中非常重要的一个组成部分,它决定了文章的逻辑框架和层次结构。
在本篇长文中,文章的结构包括引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分旨在引入801工程力学参考书的背景和重要性。
通过概述801工程力学的相关知识和应用领域,可以让读者了解到本篇文章的主要内容。
接着,文章结构部分将详细介绍本篇文章的组织方式和各个章节的内容安排。
正文部分是801工程力学参考书的核心部分,主要围绕着两个要点展开。
第一个要点将详细介绍801工程力学的基本理论和方法,包括力学的基本概念、原理和公式等内容。
大学物理中的科学与工程应用案例分析
大学物理中的科学与工程应用案例分析大学物理作为一门应用性很强的学科,通过理论和实验的结合,广泛应用于各个领域。
在科学研究和工程实践中,物理原理和方法被广泛运用,取得了很多重要的成果。
本文将通过案例分析的方式,介绍一些大学物理在科学与工程应用中的典型案例,旨在展示物理学的实际运用价值。
第一部分:科学应用案例分析案例一:黑洞理论验证2006年,通过基于大学物理的理论和数学计算,科学家首次证实了爱因斯坦的广义相对论预测的黑洞真实存在。
他们通过观测X射线天文学中的特殊现象,如双星系统中的极端引力相互作用,成功验证了黑洞的形成和性质。
这一重大发现不仅推动了天体物理学的发展,也对我们对宇宙的理解产生了重大影响。
案例二:量子力学与纳米技术量子力学是大学物理中的重要分支,也是现代科学的基础。
通过研究和应用量子力学的原理,科学家们成功开发了纳米技术,实现了微小尺度下的控制和加工。
纳米技术的应用,如纳米材料的制备、纳米传感器的设计等,不仅在电子学、医学、材料学等领域有重要应用,还推动了科学技术的进一步发展。
第二部分:工程应用案例分析案例三:核能利用大学物理在核能领域的应用是广泛而深入的。
核能作为一种清洁、高效能源,广泛应用于电力供应和航天航空等领域。
科学家通过大学物理的研究,成功实现了核能的稳定控制和高效利用,解决了能源短缺和环境污染等问题。
同时,核能的应用也在医学领域发挥着重要作用,如放射性同位素的应用在肿瘤治疗中取得了显著效果。
案例四:光学与通信技术光学是大学物理学中的重要学科,也是现代通信技术的基础。
通过研究光的传播和调控规律,科学家们成功开发了光纤通信技术,实现了信息的高速传输。
光纤通信不仅在电话、互联网等日常生活中广泛应用,还在军事、航天等领域发挥重要作用。
光学的应用还涉及到激光技术、光电显示等领域,为现代科学和工程技术提供了重要的支持。
第三部分:科学与工程应用的未来展望大学物理的研究和应用领域正不断扩大和深化,对于解决人类面临的各种科学、工程和社会问题具有重要意义。
工程力学的基本概念和原理
工程力学的基本概念和原理工程力学是研究物体受力和运动规律的一门学科,它是工程中必不可少的基础学科。
它的研究对象是力的作用下物体的平衡和运动,通过分析和计算,可以为工程设计和建设提供科学依据。
本文将介绍工程力学的基本概念和原理。
一、力的基本概念力是物体之间相互作用的结果,可以改变物体的状态(使静止的物体产生运动,改变运动物体的速度或方向)。
力的三要素包括大小、方向和作用点。
大小用数量表示,单位是牛顿(N);方向用箭头表示,箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向;作用点是力作用的位置。
二、力的分类力可以根据不同的性质和来源进行分类。
常见的力主要有以下几种:1. 重力:是地球对物体的吸引力,是物体的质量和地球的质量之间的相互作用,大小为物体的质量乘以重力加速度。
2. 弹力:是物体之间弹性变形产生的相互作用力,例如弹簧和弹性绳产生的力。
3. 摩擦力:是物体表面之间的相互作用力,可以分为静摩擦力和动摩擦力。
4. 引力:是物体之间由于引力而产生的相互作用力,例如地球和月球之间的引力。
5. 浮力:是物体在液体或气体中受到的上升力,大小等于物体排开液体或气体的体积乘以液体或气体的密度和重力加速度。
三、牛顿三定律牛顿三定律是描述物体受力和运动规律的基本原理,是工程力学的基石。
它们分别是:1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体静止或匀速直线运动时,受力为零,物体将保持原来的状态。
2. 牛顿第二定律(运动定律):物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
可以用公式F=ma表示,其中F是力的大小,m是物体的质量,a是物体的加速度。
3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律):相互作用的两个物体之间,彼此之间的力相等、方向相反。
四、力的分解和合成力的分解是将一个力按照一定的规律分解成多个力的过程,力的合成是将多个力按照一定的规律合成为一个力的过程。
力的分解和合成可以简化问题的计算和分析,常用的方法有平行四边形法则和三角法则。
理论力学与应用力学的基本概念与区别
理论力学与应用力学的基本概念与区别力学作为物理学的一个重要分支,研究物体在力的作用下的运动规律。
在力学的研究中,理论力学和应用力学是两个重要的概念。
本文将探讨理论力学和应用力学的基本概念与区别。
一、理论力学的基本概念理论力学是研究物体运动规律的基础理论,它主要包括牛顿力学和拉格朗日力学。
牛顿力学是由英国科学家牛顿创立的,它以质点为研究对象,通过力的概念和牛顿三定律来描述物体的运动规律。
而拉格朗日力学是由意大利数学家拉格朗日提出的,它以系统为研究对象,通过引入广义坐标和拉格朗日方程来描述物体的运动规律。
理论力学的研究对象是理想化的物体,它假设物体是质点或刚体,忽略了物体的形变和内部结构。
理论力学的研究方法是基于数学模型和理论推导,通过建立数学方程来描述物体的运动规律。
理论力学的研究成果对于科学研究和工程应用具有重要的指导作用。
二、应用力学的基本概念应用力学是将理论力学的原理和方法应用于实际问题的学科,它主要包括静力学、动力学和弹性力学等分支。
静力学研究物体在平衡状态下的力学性质,动力学研究物体在运动状态下的力学性质,弹性力学研究物体在受力后的形变和应力分布。
应用力学的研究对象是实际物体,它考虑了物体的形变和内部结构。
应用力学的研究方法是基于实验和理论相结合,通过实验观测和数值计算来研究物体的力学性质。
应用力学的研究成果对于解决实际工程问题和提高工程设计的安全性和可靠性具有重要的意义。
三、理论力学与应用力学的区别理论力学与应用力学在研究对象、研究方法和研究成果等方面存在一定的区别。
首先,理论力学的研究对象是理想化的物体,而应用力学的研究对象是实际物体。
理论力学假设物体是质点或刚体,忽略了物体的形变和内部结构;而应用力学考虑了物体的形变和内部结构,研究实际物体的力学性质。
其次,理论力学的研究方法是基于数学模型和理论推导,通过建立数学方程来描述物体的运动规律;而应用力学的研究方法是基于实验和理论相结合,通过实验观测和数值计算来研究物体的力学性质。
0801力学一级学科简介
0807力学一级学科简介一级学科(中文)名称:力学(英文)名称: Mechanics一、学科概况力学是关于力、运动及其关系的科学。
其进展历史可追溯到古希腊时期,阿基米德曾对杠杆平稳、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等,作了系统研究,确信了它们的大体规律,初步奠定了静力学,即平稳理论的基础。
伽利略通过对抛体和落体的研究,提出了惯性定律并用以说明地面上的物体和天体的运动。
17世纪末牛顿提出了力学运动的三条大体定律,使经典力学形成系统的理论。
尔后,力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和受约束的质点系。
这方面的标志是达朗贝尔原理和拉格朗日分析力学。
其后,欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程,这是持续介质力学创建的开端。
纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人将运动定律和物性定律二者结合,促使弹性固体力学大体理论和粘性流体力学大体理论成立,使得力学慢慢离开物理学而成为独立学科。
到20世纪初,在流体力学和固体力学中,实际应用跟数学理论的相互结合,使力学蓬勃起来,创建了许多新理论,同时也解决了工程技术中大量关键性问题。
从20世纪60年代起,运算机的应用日趋普遍,力学不管在应用上或理论上都有了新的进展。
力学学科现设固体力学、流体力学、动力学与操纵、基础力学与力学交叉、工程力学5个研究方向。
进展至今,力学学科已具有严谨的理论、实验、计算体系。
在20世纪,力学的进展取得了庞大的冲破,不仅完备了学科体系,同时与其它学科的交叉与融合推动了交叉学科的形成和进展。
为了适应学科进展的要求,培育人材不该仅限于科学研究,还必需具有独立开展高水平研究的能力,具有力学学科理论、计算和实验研究的大体能力且在其中至少一个方面达到精深的专业水平。
二、学科内涵力学研究介质运动、变形、流动的宏微观行为,揭露力学进程及其与物理、化学、生物学等进程的彼此作用规律。
力学既是基础科学,又是技术科学。
力学探讨自然界运动的普遍规律,它以机理性、定量化地熟悉自然、生命与工程中的规律为目标。
应用力学力学
应用力学力学应用力学力学是研究物体运动和力的学科,它可以帮助我们理解和解释各种自然现象和工程问题。
它在汽车工程、建筑工程、航天工程等各个领域都有重要的应用。
在应用力学力学中,最基本的概念是力。
力是物体之间相互作用的结果,它可以使物体发生运动或改变形状。
力的大小可以通过测量其引起的物体加速度来确定。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
这个定律可以用以下公式表示:F=ma,其中F是力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
除了力,应用力学力学还涉及到其他一些重要的概念,如压力、摩擦力和弹力等。
压力是物体受到的垂直于其表面的力的大小。
摩擦力是两个物体相对运动时产生的阻力,它的大小取决于物体之间的粗糙程度和压力。
弹力是物体由于受到弹性变形而产生的力,它的大小与变形量成正比。
应用力学力学还涉及到力的分解和合成。
力的分解是将一个力分解为两个或多个分力,这些分力的合力等于原力。
力的合成是将两个或多个力合成为一个合力,这个合力等于原来的力的矢量和。
除了力的分解和合成,应用力学力学还包括静力学和动力学两个部分。
静力学研究物体在平衡状态下的力学性质,它可以帮助我们分析和设计各种结构物体。
动力学研究物体在运动状态下的力学性质,它可以帮助我们分析和预测物体的运动轨迹和速度。
应用力学力学是一门重要而有用的学科,它可以帮助我们理解和解释各种自然现象和工程问题。
通过研究力的大小、方向和作用点等性质,我们可以更好地分析和解决各种力学问题。
无论是在日常生活中还是在工程领域,应用力学力学都有着广泛的应用和重要的意义。
钱学森的应用力学原理是
钱学森的应用力学原理是摘要钱学森是中国著名的力学家和航空航天科学家,他在应用力学领域做出了重要贡献。
本文将介绍钱学森的应用力学原理,并通过列点的方式详细阐述这些原理的应用和意义。
引言应用力学是一门研究力学在工程和科学中应用的学科。
钱学森在应用力学领域进行了深入的研究和探索,提出了多项重要的原理和理论,对中国航天事业的发展作出了重要贡献。
钱学森的应用力学原理1.刚体平衡原理–描述:任何一个物体在受到力的作用下,在宇静力学平衡的条件下力的作用线必须相交于一点或平行于一线。
–应用:刚体平衡原理在工程中广泛应用,例如在建筑物和桥梁的设计中,通过平衡力的作用来保证结构的稳定。
2.弹性力学原理–描述:弹性力学是研究物体在受到外力作用后发生形变,恢复力学平衡状态的力学学科。
–应用:弹性力学在材料科学和工程中有着广泛的应用,例如在汽车制造中,通过弹性力学原理来设计和制造具有高弹性的零部件,提高汽车的安全性和舒适性。
3.流体力学原理–描述:流体力学是研究流体运动和流体之间相互作用的学科。
–应用:流体力学在航空航天工程中有着重要的应用,例如通过流体力学原理来研究和设计飞机的气动外形,提高飞机的空气动力性能。
4.发展力学原理–描述:发展力学是研究物体的变形和运动过程中各个时刻之间的关系的学科。
–应用:发展力学在工程和科学中有着广泛的应用,例如在机械工程中,通过发展力学原理来分析和设计机械运动过程,提高机械的运行效率。
钱学森应用力学原理的意义1.推动中国航天事业的发展–钱学森的应用力学原理为中国航天事业的发展提供了理论支持和指导,为设计和制造航天器提供了理论依据。
–通过应用力学原理,钱学森成功地设计了中国第一颗人造卫星,极大地推动了中国航天事业的发展。
2.促进工程领域的发展–钱学森的应用力学原理在工程领域有着广泛的应用,包括建筑、桥梁、汽车制造等领域,在提高工程结构的稳定性、安全性和效率方面发挥着重要作用。
3.培养应用力学人才–钱学森的应用力学原理不仅在理论研究中发挥作用,也为培养应用力学人才提供了重要的教学内容和实践基础。
物理学中的力学原理与应用
物理学中的力学原理与应用力学是物理学中的一个重要分支,研究的是物体运动的规律以及力的作用和效果。
力学原理是解释物体行为的基础,也是许多实际应用的基础。
本文将从宏观力学和微观力学的角度,介绍一些常见的力学原理及其应用。
一、牛顿力学牛顿力学是经典力学的重要组成部分,它以牛顿三大定律为基础来解释物体运动的规律。
首先,牛顿第一定律说明了一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
这个定律被广泛应用于航天航空、运动员训练等领域,如飞机在失去动力后会保持滑行状态,运动员跑步时会经过惯性延伸一段距离。
其次,牛顿第二定律给出了物体的加速度与作用力之间的关系,即F=ma,其中F表示力,m表示物体的质量,a表示加速度。
这个定律被广泛应用于机械工程、交通运输等领域,如汽车的加速、电梯的上升等都可以通过牛顿第二定律来描述。
最后,牛顿第三定律说明了力的作用具有相互性,即作用力与反作用力大小相等、方向相反且作用在不同物体上。
这个定律在物体之间的相互作用中起着重要的作用,比如推车、关节机构等。
二、静力学静力学是研究物体静止或平衡状态下受力分布和力的平衡条件的学科。
在物理学和工程学中,静力学的应用非常广泛。
静力学原理常常用于设计和分析桥梁、建筑物的结构,使其能够承受正确的载荷。
静力学中一个重要的原理是平衡条件,即物体在力的作用下没有加速度,也就是合力为零。
通过分析物体受力情况,可以通过平衡条件求解未知力或力矩。
这个原理在建筑物的设计和静力学模型的构建中得到广泛应用。
三、动力学动力学研究物体运动中与力的关系,导出物体的运动方程和描述其轨迹的数学公式。
动力学在天体力学、弹道学、机械工程等领域都有重要应用。
动力学的基本原理是牛顿第二定律,通过这个定律可以求解物体在给定条件下的运动轨迹。
例如,在天体力学中,可以通过运用动力学原理来计算行星的运动轨迹及预测天体之间的相互作用。
四、量子力学量子力学是研究微观领域的物理学分支,描述了微观粒子的行为和相互作用定律。
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第41卷第6期力学进展Vol.41No.6 2011年11月25日ADVANCES IN MECHANICS Nov.25,2011
工程科学与应用力学(一)
—–纪念钱学森诞辰一百周年∗
郑哲敏
中国科学院力学研究所,北京100190
什么是工程科学?这是1947年钱学森先生在交通大学、清华大学、浙江大学所做的报告中提出的课题.他看到一个新的正在发展中的科学,把力学或者说是把应用力学从基础科学中划分到工程科学范畴中.今天我就讲一下它的内容、意义和来源.有兴趣的同志可以看以下两篇文章和一个报告.
1两篇文章和一个报告
第一篇文章:Engineering and engineering sci-ences,H.S.Tsien.Journal of Chinese Institute of En-gineers,1948,6:1-25(或:《钱学森文集,1938-1956》,科学出版社,550-563),中文译文:钱学森,工程与工程科学,谈庆明译,《力学进展》,2009,第6期,643-649.
第二篇文章:论技术科学.钱学森.1958.《科学通报》.第二篇文章是他回国后,第一次论述技术科学.“技术科学”实际上也就是“工程科学”,英文名字是一样的,都是“engineering science”.我在这里做一个简单的解释,钱先生在1947年的报告里叫做“engineering science”,也就是“工程科学”, 1955年回国后,因为考虑到国内的一些称呼,中国科学院当时有个技术科学部,因此他在1957年发表的文章里改称“技术科学”.为了中英文统一和更加确切,我们在下面的报告中还是称为工程科学.
一个报告是指他在中国力学学会第二届理事会扩大会议开幕式上的讲话,可参见《力学与生产建设》,中国力学学会第二届理事会扩大会议论文汇编,北京大学出版社,1982.1-6.2两篇文章的背景及提出原因
(1)在当时的大环境下,提出工程科学是面向整个科学与技术界的.当时在二次世界大战后,世界的科学技术进入了一个新时代,其中,原子弹、雷达以及航空科学的发展迅速,这标志着科学、技术与工程的关系发生了重大变化,科学与技术联系更紧密,科学的价值对国民经济、国防建设的作用更加明确.社会上对于科学研究的要求,乃至国家对科学研究的要求也越来越高.
(2)工程科学的提出与钱学森先生的非凡的经历有关,尤其是与他在美国做留学生的经历有关.钱学森是从麻省理工学院博士毕业后转学到加州理工学院的,目的是希望能在空气动力学方面得到进一步的深造.他不满足于当时麻省理工学院在空气动力理论方面的教学工作,去加州理工学院投奔他的老师冯·卡门,卡门是一位很有特点老师,他是空气动力学方面的大师,也是应用力学方面的大师.钱学森与卡门在加州理工学院的师生关系很密切,后来又形成密切的合作,所以钱学森获得了非常丰富的实际经验.
(3)他在当研究生期间就参与了火箭的研究.当时火箭在科学界中并不是一个严肃的研究对象.钱学森身为五人火箭研究小组成员之一,侧重于理论分析.这个小组得到了导师卡门的支持,但是开始的条件很差,实验条件不足.卡门开始允许他们在实验室做实验,但是由于出了一次事故,就把他们赶出了大楼实验室,最后迁到阿鲁约山谷,那里演变为当今世界有名的Jet Propulsion Labora-tory(喷气推进实验室).
在这些工作的基础上,1943年,钱学森发表了
收稿时间:2011-11-25
∗根据郑哲敏院士在中国力学大会–2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会上的报告录音整理
640力学进展2011年第41卷
一系列的科研成果,包括可压缩流动修正问题、卡门–钱公式,以及一系列高水平的文章.1943∼1945年钱学森参加了美国空军科技咨询工作和对德国航空和火箭研究的考察,因此能接触一些实际问题.1945年初,美国一位空军上将阿诺德建议卡门带领团队去德国考察火箭.钱学森作为一个主要成员参加了这个团队,卡门是少将,钱学森是上校.到德国大约1个月,他们收集到了很多德国有关超音速空气动力学、火箭的研究资料;而且当时跟卡门的老师普朗特也有谈话,跟后来美国的火箭之父—–冯·布劳恩也有谈话.钱学森去世时,美国曾发表了一篇文章称这是布劳恩作为美国的航天之父与中国未来的航天之父的会见.从德国回来以后,军方要求在考察的基础上写一份空军战后发展战略规划,这一套书叫作《迈向新高度》.钱学森是其中的一位主要作者,也是编辑.所以他有参加高层科技规划的亲身经历.
1949年,美国的古根汉姆基金会要在几个著名大学(The California Institute of Technology和Princeton University)成立喷气推进研究中心,两个学校都邀请钱学森担任中心主任,最后钱学森接受了加州理工学院的邀请.
钱学森结合自己的研究生经历及参加工作的经验和教训,感觉到有必要提出工程科学这样一个新的领域.1947年,他回国在浙江大学、交通大学、清华大学做了题为“工程和工程科学”的报告,提醒中国的科学家,现在科技发展中出现了一个新的领域—–工程科学.希望能大家能及时抓住这个新形势,来发展新的科学技术.
3第一篇文章的要点
(1)科学和技术发展到二战后,在科学与技术之间形成了一个新的科学领域,即技术科学,或称工程科学.
(2)文中重点讲到了工程科学家应做些什么?任务是什么?特色在哪里?如火箭要飞得远,应当用什么燃料,应该要从分子结构出发,能大体估计出它的推力是多少.又比如说,U238的提炼,有几种方法,作为工程科学家,要探讨哪种方法最好,这不纯粹是化学问题而是工程科学的问题.研究纯科学的问题需要把条件简化,得出一个精确和普遍的规律,而要解决一个复杂的工程技术问题则需要运用工程科学,有条件地把实际工程问题简化,得出实用的结果,所以一个工程科学家和一个自然科学家是有区别的.
在文中举例说明存在几个工程科学研究领域,提到了几类比较有意思的问题.历史证明他所提到的几个领域,即半导体、信息、控制、激光、计算机,都是与工程科学相关的;而且这些工程技术,以及前面涉及的核工业,都需要用工程科学的观点,需要工程科学家.
另外,文中也提到了关于工程科学家的培养.不仅要学习理论,还要与工程实际相联系.
4第二篇文章的背景和要点
(1)背景:写作时间是在1957年,写于他参加国家12年科学技术发展远景规划之后,内容更具针对性.
(2)该文详细地讲解了怎样做工程科学类型的研究工作.此前,1956年2月份钱学森给国家写了一份关于发展火箭技术全面建议书,其中包括火箭的研究跟生产怎么结合,建议书和文章的内容是他接触到了国家的实际需求,同时考察了我国的情况后提出的.这篇文章里面详细解释了技术科学是怎么回事.
(3)列出了工程科学的一些新方向,特别是把力学和工程科学扩展到了运筹学、经济、管理等方面,其中具体包括运用学、计算技术、土和岩石力学等.
(4)这些方向中特别提到了把工程科学扩展到社会科学领域,把社会科学精确化,从而把国民经济的规划做得更好、更正确.
51982年报告的背景和要点
(1)背景:他在1982年中国力学学会第二届理事会议做了开幕词的一个讲话.这个会议是在1978年制定力学规划后召开的,突出阐明力学有两个重要性,一方面作为基础科学是自然科学的一部分,另一方面作为工程科学又是工程技术的基础.
(2)经过对力学学科性质的大讨论和回国后27年的近距离观察,他提出自己对力学学科的看法.1982年他形成以下几点总结和归纳:
1⃝“······我总觉得它与数学、物理、化学、文天、地理、生物不大一样,力学发展到现在,主要是应用力学,······”
第6期郑哲敏:工程科学与应用力学(一)—–纪念钱学森诞辰一百周年641
2⃝“······力学或叫应用力学,有两个方面的服务对象,一是为工程设计服务,······二是为自然科学服务······”.因为在这个时候人们已经认识到,生物力学、物理力学、化学流体力学等一些交叉科学,既要用力学知识,也要用生物学、化学、生物力学等一些学科的知识.力学从来就是天文学的一个基础,利用哈勃望远镜可以看到一百多亿年前的宇宙,即宇宙形成初期,宇宙的情况.4种力中,最主要的远程的力就是重力,所有在天体运动及宇宙演化里面,主要作用的力是重力,这里面有很多力学的内容可以做.宇宙初期,星系是分散的,随着时间的推移,宇宙发生不断的变化,慢慢由无序变为有序结构,要问熵的变化,我们力学界应该参与进去一起去研究.
3⃝“前者(为工程设计服务)应占我们力量的大部分为工程建设服务,······,后者(为自然科学服务)也是要做的,但应该是小一部分的工作.”在力学里面工程科学部分要大一些,钱学森对我们今后力学的发展的意见值得我们重视和参考.
ENGINEERING SCIENCES AND APPLIED MECHANICS (PART1)——IN MEMORIAL OF TSIEN HSUE-SHEN’S
100TH ANNIVERSARY
ZHENG Zhemin
Institute of Mechanics,Chinese Academy of Science,Beijing100190,China。