力学学科分类---力学是从物理学中独立出来的一个分支学科
力学学科分类---力学是从物理学中独立出来的一个分支学科
力学学科分类---力学是从物理学中独立出来的一个分支学科力学分类力学是研究物质机械运动的科学。
机械运动亦即力学运动,是物质在时间、空间中的集团变化,包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。
力学原是物理学的一个分支学科,当物理学摆脱了机械(力学) 的自然观而获得进一步发展时,力学则在人类生产和工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化和发展,而从物理学中独立出来。
它既是探索自然界一般规律的基础科学,又是一门为工程服务的技术科学,担负认识自然和改造自然的任务。
力学的研究对象是以天然的或人工的宏观的物质机械运动为主。
但由于本学科自身的发展和完善以及现代科技发展所促成的学科的相互渗透,有时力学也涉及微观各层次中的对象及其运动规律的研究。
机械运动是物质的最基本的运动形式,但还不能脱离其他运动(热、电磁、原子、分子运动及化学运动等) 形式而独立存在,只是在研究力学问题时突出地甚至单独地考虑机械运动形式而已。
如果需要考虑不同运动之间的相互作用,则力学与其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。
力学产生很早, 古希腊的阿基米德(约公元前287 —212) 是静力学的奠基人。
在欧洲文艺复兴运动以后,人们对力和运动之间的关系逐渐有了正确的认识。
英国科学家牛顿继承和发展了前人的研究成果,提出了物体运动三定律,标志着力学开始成为一门科学。
到了20 世纪,力学更得到蓬勃的发展。
到目前为止,已形成了几十个分支学科,诸如一般力学、固体力学、结构力学、物理力学、流体力学、空气动力学、流变学、爆炸力学、计算力学、连续介质力学、应用力学、岩土力学、电磁流体力学、生物力学,等等。
为了充分发挥这些力学文献的作用,必须对其进行科学的分类。
本文拟对力学文献的分类标准、分类体系和分类方法进行研究。
一、力学文献的分类标准根据力学文献的属性,其分类标准很多,但根据读者(用户) 的检索需求和文献分类法的立类列类原则,主要采用以下9 种标准:1.1 根据研究对象分根据研究各种物体不同的运动,力学就形成了不同的分类。
空气动力学基础知识什么是空气动力学
空气动力学基础知识什么是空气动力学空气动力学是力学的一个分支,研究飞行器或其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学变化。
以下是由店铺整理关于空气动力学基础知识的内容,希望大家喜欢!空气动力学的分类通常所说的空气动力学研究内容是飞机,导弹等飞行器在各种飞行条件下流场中气体的速度、温度、压力和密度等参量的变化规律,飞行器所受的升力和阻力等空气动力及其变化规律,气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。
从这个意义上讲,空气动力学可有两种分类法:1)根据流体运动的速度范围或飞行器的飞行速度,空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。
通常大致以400千米/小时(这一数值接近于地面1atm,288.15K下0.3Ma的值)这一速度作为划分的界线。
在低速空气动力学中,气体介质可视为不可压缩的,对应的流动称为不可压缩流动。
大于这个速度的流动,须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。
这种对应于高速空气动力学的流动称为可压缩流动。
2)根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性,空气动力学又可分为理想空气动力学(或理想气体动力学)和粘性空气动力学。
除了上述分类以外,空气动力学中还有一些边缘性的分支学科。
例如稀薄气体动力学、高温气体动力学等。
空气动力学的研究内容在低速空气动力学中,介质密度变化很小,可视为常数,使用的基本理论是无粘二维和三维的位势流、翼型理论、升力线理论、升力面理论和低速边界层理论等;对于亚声速流动,无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程,研究这类流动的主要理论和近似方法有小扰动线化方法,普朗特-格劳厄脱法则、卡门-钱学森公式和速度图法,在粘性流动方面有可压缩边界层理论;对于超声速流动,无粘流动所服从的方程是非线性双曲型偏微分方程。
在超声速流动中,基本的研究内容是压缩波、膨胀波、激波、普朗特-迈耶尔流动(压缩波与膨胀波的基本关系模型及其函数模型)、锥型流,等等。
物理力学光学声学热学
物理力学光学声学热学物理力学是物理学的一个分支,主要研究物体在受到力的作用下的运动和相互作用。
它是研究物质运动规律的基础,对于解释宇宙的运行机制和发展变化具有重要意义。
力学的研究范围包括静力学、动力学和弹性力学等。
光学是研究光的传播、发射、吸收、干涉、衍射和色彩等规律的学科。
它研究光的性质和光学装置的设计与制造,对于我们理解光的行为和应用光学技术具有重要意义。
光学的主要研究内容包括几何光学、物理光学和量子光学等。
声学是研究声音的产生、传播、接收和转换等规律的学科。
它研究声音的性质和声学装置的设计与制造,对于我们理解声音的行为和应用声学技术具有重要意义。
声学的主要研究内容包括机械振动、声波传播、声音的特性和音乐等。
热学是研究物体的热力学性质和热现象的科学。
它研究物体的温度、热量、热力学过程和热能转换等规律,对于我们理解物体的热行为和应用热学技术具有重要意义。
热学的主要研究内容包括热力学定律、热传导、热辐射和热机等。
物理力学、光学、声学和热学是物理学的主要分支,它们之间相互关联、相互渗透,共同构成了物理学的学科体系。
通过研究这些学科,我们可以深入了解物质的性质和行为,揭示自然界的奥秘,为科学研究和技术发展提供理论基础和应用支撑。
在物理力学中,我们可以探索物体的运动规律和相互作用。
通过研究物体的质量、力的大小和方向,我们可以分析物体的加速度、速度和位移等参数,从而揭示物体的运动规律。
物理力学的应用广泛,例如在机械工程中,我们可以利用物理力学的原理设计复杂的机械装置,实现各种功能。
而在光学中,我们关注光的行为和光学装置的设计。
几何光学研究光的传播路径和光线的反射、折射等现象;物理光学研究光的波动性质和光的干涉、衍射等现象;量子光学则研究光与物质的相互作用及其量子性质。
光学的应用广泛,例如在光通信领域,我们可以利用光的传输性能来实现高速、大容量的数据传输。
声学研究声音的产生、传播和接收。
声波是空气、固体和液体中机械振动的传播,它会引起物体的振动,产生声音。
力学和热力学
力学和热力学力学和热力学是物理学的两个重要分支,它们研究的是物体的运动和能量转化。
力学主要研究物体在外力作用下的运动规律,而热力学则研究物体内部热能的转化和传递规律。
力学是研究物体运动的学科,它涉及的范围非常广泛,从微观的粒子运动到宏观的天体运动都属于力学的研究范畴。
力学的基本原理可以通过牛顿三定律来描述,即物体的运动状态会受到外力的影响,并且物体会保持惯性直到有外力作用于其上。
力学研究的内容包括物体的运动轨迹、速度、加速度以及受力情况等。
力学的应用非常广泛,例如在工程领域中,我们需要通过力学原理来分析和设计建筑物、桥梁、机械设备等。
热力学是研究物体内部热能转化和传递规律的学科。
热力学的基本概念是热和温度,它们是物体内部粒子运动的表现形式。
热力学研究的内容包括热量的传递、热力学系统的热平衡和热力学循环等。
热力学的基本原理是能量守恒定律和热力学第一、第二定律。
能量守恒定律指出能量可以在不同形式之间转化,但总能量保持不变;热力学第一定律指出热量和机械能可以相互转化,而总能量保持不变;热力学第二定律则描述了热量自然传递的方向性,即热量会从高温物体自发地传递给低温物体。
力学和热力学是相互关联的学科,它们的研究内容有很多的交叉点。
力学和热力学的结合可以帮助我们更全面地理解物体的运动和能量转化规律。
例如,在研究机械设备的运行过程中,我们既需要考虑物体的运动规律,也需要考虑能量的转化和传递过程。
另外,力学和热力学的研究结果也可以相互验证和补充,从而提高我们对物体运动和能量转化规律的认识。
总的来说,力学和热力学是物理学中非常重要的两个分支,它们研究的是物体的运动和能量转化规律。
力学主要研究物体在外力作用下的运动规律,而热力学则研究物体内部热能的转化和传递规律。
力学和热力学的研究结果相互关联,可以帮助我们更全面地理解物体的运动和能量转化规律,为工程设计和科学研究提供基础理论支持。
军考物理的力学知识点
军考物理的力学知识点一、知识概述《军考物理中的力学知识点》①基本定义:- 力学呢,其实就是研究物体运动和物体受力的学科。
比如说一个球在滚动,为啥会滚动啊?这就涉及到力的作用了。
像重力,就是地球对物体的吸引,你站在地上不会飘起来就是因为有重力拉着你。
再比如弹力,你压弹簧的时候能感觉到它有一股反抗的力,这就是弹力。
摩擦力也很常见,你走路的时候为啥不会一下子滑出去老远呢,就是鞋子和地面有摩擦力。
②重要程度:- 在军考物理里面,力学那可是重点中的重点。
很多物理现象都和力学有关系,就像枪炮发射的时候,子弹的运动,炮弹的轨迹等等,这里面都有力学原理。
如果力学知识掌握不好,那很多关于军事装备操作原理的题就做不出来了。
③前置知识:- 在接触力学之前,你得对基本的数学运算比较熟练,像加减乘除啊,还有简单的代数运算。
因为力学里很多计算用到这些数学知识。
再有就是对长度、质量、时间等这些基本物理量得有个概念,毕竟力的计算很多时候和它们相关。
④应用价值:- 在军事上那用途可太多了。
就拿迫击炮来说,计算它的发射角度和射程,就得用到力学知识。
还有建造军事工事的时候,分析结构能不能承受一定的压力,这也需要力学。
再平常一点,我们搬运武器装备的时候,怎么用力更省力、更安全,也是力学能告诉我们的。
二、知识体系①知识图谱:- 力学在物理学科里就像一棵大树的树干,从力学能分出很多枝干知识。
像静力学讲的是物体静止时受力情况,动力学就是研究物体运动受力关系的。
②关联知识:- 它和运动学联系很紧密。
毕竟物体的运动往往是受力的结果。
而且在能量方面也有关联,比如做功,力对物体做功就会影响物体的能量状态。
③重难点分析:- 重点呢就是几大基本力的分析和计算,像重力怎么算,弹力的大小和什么有关。
难点我觉得就是把不同的力综合起来分析物体的运动情况。
比如说一个斜面上的物体,既有重力沿斜面的分力,可能还有摩擦力,再加上外力,这时候要清楚物体到底怎么运动就比较头疼了。
力学名词解释
【牛顿力学】它是以牛顿运动定律为基础,在 17 世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发 点来研究质点系统的运动,这就是牛顿力学。它以质点为对象,着眼于力的概念,在处理质点系统问题时, 须分别考虑各个质点所受的力,然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自独立存在, 且各自守恒,它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法,在解决简 单的力学问题时,比分析力学方便简单。
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【物理变化 】指物质的状态虽然发生了变化,但一般说来物质本身的组成成分却没有改变。例如: 位置、体积、形状、温度、压强的变化,以及气态、液态、固态间相互转化等。还有物质与电磁场的相互 作用,光与物质的相互作用,以及微观粒子(电子、原子核、基本粒子等)间的相互作用与转化,都是物 理变化。
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【经典力学 】经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理,它是 20 世纪以前的力学,有两个基本假定:其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者 的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地 加以测定。20 世纪以来,由于物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定,实际上只适用 于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个 假定只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定 律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
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力是一个矢量,力的大小、方向和作用点是表示力作用效果的重要特征,称它为力的三要素。力的 合成与分解遵守平行四边形法则。在国际单位制(SI)中,规定使质量为 1 千克的物体,产生加速度为 1 米/秒 2 的力为 1 牛顿,符号是 N。(1 千克力=9.80665 牛顿。1 牛顿=105 达因)
高中物理笔记归纳总结
高中物理笔记归纳总结物理是一门关于自然界各种物质运动规律的科学,它是我们理解和探索世界的重要工具。
在高中物理学习过程中,我们学习了许多个体知识点,为了更好地掌握和应用这些知识,笔记的撰写和总结变得尤为重要。
本文将对高中物理学习过程中所涉及的知识点进行归纳总结,以便于日后复习时可以更轻松地回忆起来。
一、运动学运动学是物理学的基础,主要研究物体在运动过程中位置、速度、加速度等相关规律。
其中包括直线运动、曲线运动以及相对运动等基本概念。
在学习过程中,我们掌握了以下重要知识点:1. 物体的位移和路径:物体从一个位置变化到另一个位置所经过的路径即为位移,而位移与路径有密切关系。
2. 速度和加速度:速度是位移随时间的变化率,加速度是速度随时间的变化率。
我们可以通过计算位移和时间,来得到物体的平均速度和瞬时速度。
同样地,通过计算速度和时间,可以得到物体的加速度。
3. 匀速运动和变速运动:当物体的速度保持不变时,称为匀速运动;当物体的速度随时间变化时,称为变速运动。
我们可以通过一些简单的公式来计算匀速运动和变速运动的相关物理量。
4. 自由落体运动:自由落体是指物体只受重力作用而下落的运动。
在自由落体运动中,物体的速度和加速度随时间的变化具有特定规律,我们可以通过相关公式来计算自由落体过程中的物理量。
二、力学力学是物理学中研究物体受力和物体运动规律的分支学科,它是高中物理中的重要部分。
在力学的学习过程中,我们掌握了以下重要知识点:1. 牛顿运动定律:牛顿力学的核心理论是牛顿运动定律,包括第一定律、第二定律和第三定律。
第一定律描述了物体在没有外力作用时的状态,第二定律描述了物体受到作用力时的加速度,第三定律描述了物体间作用力的互相作用。
2. 力的合成和分解:在实际问题中,物体可能受到多个力的作用,我们可以通过力的合成和分解来简化问题。
力的合成可以将多个力合成为一个合力,而力的分解可以将一个力分解为多个分力。
3. 力的作用点和力矩:力的作用点是指力作用的位置,力矩是指力对物体产生的转动效果。
物理学简介
物理学简介物理(Physics)拼音:wù lǐ,英文:physics全称物理学。
―物理‖一词的最先出自希腊文φυσικ,原意是指自然。
古时欧洲人称呼物理学作―自然哲学‖。
从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。
汉语、日语中―物理‖一词起自于明末清初科学家方以智的百科全书式著作《物理小识》。
在物理学的领域中,研究的是宇宙的基本组成要素:物质、能量、空间、时间及它们的相互作用;借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。
物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的,直到十九世纪物理才从哲学中分离出来成为一门实证科学。
物理学与其他许多自然科学息息相关,如数学、化学、生物和地理等。
特别是数学、化学、生物学。
化学与某些物理学领域的关系深远,如量子力学、热力学和电磁学,而数学是物理的基本工具。
―物理‖二字出现在中文中,是取―格物致理‖四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。
我国的物理学知识,在早期文献中记载于《天工开物》等书中。
日本学者指出:―特别值得大书一笔的是,近世中国的汉译著述成为日本翻译西洋科学译字的依据.‖日本早期物理学史研究者桑木或雄说:―在我国最初把Physics称为穷理学.明崇祯年间一本名叫《物理小识》的书,阐述的内容包括天文、气象、医药等方面.早在宋代,同样内容包含在‗物类志‘和‗物类感应‘等著述中,这些都是中国物理著作的渊源.‖明代吕坤(1536—1618)著有《呻吟语》,其中卷六第二部分名为―物理‖,大体是有关物性学的,并用以引申一些关于人文及世界的观点.宋代朱熹(1130—1200)等人常用―物之至理‖或―物理‖一词.当代著名物理学家李政道曾引用唐代杜甫《曲江二首》中的诗句―细推物理须行乐,何用浮名绊此身‖来说明物理一词在盛唐即已出现[4].其实在中科院哲学研究所和北大哲学系编著的《中国哲学史资料简编》(中华书局)―两汉—隋唐‖部分中就记载了三国时吴人杨泉曾著书《物理论》,是研究和评论当时有关天文、地理、工艺、农业及医学知识的著作.更久远的,在约公元前二世纪成书的《淮南子•览冥训》中有:―夫燧之取火于日,慈石引铁,葵之向日,虽有明智,弗能然也,故耳目之察,不足以分物理;心意之论,不足以定是非‖之论述.中国古代的―物理‖,应是泛指一切事物的道理.[编辑本段]物理学分支闪电● 经典力学及理论力学(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律的规律● 电磁学及电动力学(Electromagnetism and Electrody namics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律● 热力学与统计物理学(Thermodynamics and Statistic al Physics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现● 相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律以及关于时空相对性的规律● 量子力学(Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律此外,还有:粒子物理学、原子核物理学、原子分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学、声学、电磁学、光学、无线电物理学、热学、量子场论、低温物理学、半导体物理学、磁学、液晶、医学物理学、非线性物理学、计算物理学等等。
力学基础知识
第三节力学基础知识在送电线路的施工或运行过程中,无论是杆塔的组立还是导线的施放与紧线或拉线的制作,力学现象无处不在,所以作为送电工需要比其他工种掌握更多的力学知识。
本节从了解力学研究对象开始,用表格化的方法,介绍静力学、动力学、材料力学和土力学等方面的基本知识。
一、力学的研究对象与分类1、力学的研究对象力学是物理学的一个分支,是研究力和机械运动的学科。
(1)机械运动的概念。
一个物体对另一个物体的空间位置随时间连续变化或物体内部各部分之间相对位置发生变化的过程都称为机械运动。
这种运动包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等,而平衡或静止则是其中的一种特殊情况。
机械运动有两种最简单的形式,即平动和转动,物体的其他复杂运动一般都可以看做是这两种运动合成的结果。
(2)力的概念。
力是物体间的相互作用,是使物体发生形变或使物体运动状态改变即产生加速度的原因。
力的大小、方向、作用点称为力的三要素,力是一个矢量;经常用图示法表示力的三要素,即用有向线段长度按比例表示力的大小,有向线段的箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。
力的单位是牛顿。
(3)力学的研究对象。
力是不能离开物体而独立存在的,而且有受力物体必然有施力物体。
力的作用离不开时间和空间,所以力学的研究对象是受力作用的物体及其在时间跨度和空间范围内运动状态变化(包括平衡和静止)的规律。
2、力学的分类(1)按物体的运动状态分类。
力学可分为静力学、运动学和动力学。
静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只研究物体怎样运动,不讨论物体与所受力的关系;动力学则讨论物体运动和受力的关系。
(2)按研究对象的类别分类。
力学可分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支。
属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等;属于一般力学的有理论力学、分析力学、刚体动力学、陀螺力学、振动理论、运动稳定性等。
(3)按力学在工程技术上的应用分类。
力学在工程力学或应用力学方面有各个分支,如岩石力学、土力学、爆炸力学、复合材料学、工业空气动力学、环境空气动力学等。
力学学科分类
力学学科分类力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分,静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动,不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系.力学也可按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支,流体包括液体和气体;固体力学和流体力学可统称为连续介质力学,它们通常都采用连续介质的模型.固体力学和流体力学从力学分出后,余下的部分组成一般力学.一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学,有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象.一般力学除了研究离散系统的基本力学规律外,还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论.一般力学、固体力学和流体力学这三个主要分支在发展过程中,又因对象或模型的不同出现了一些分支学科和研究领域.属于一般力学的有理论力学(狭义的)、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等;属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等;流体力学是由早期的水力学和水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成,现在则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支.各分支学科间的交叉结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等.力学也可按研究时所采用的主要手段区分为三个方面:理论分析、实验研究和数值计算.实验力学包括实验应力分析、水动力学实验和空气动力实验等.着重用数值计算手段的计算力学,是广泛使用电子计算机后才出现的,其中有计算结构力学、计算流体力学等.对一个具体的力学课题或研究项目,往往需要理论、实验和计算这三方面的相互配合.力学在工程技术方面的应用结果形成工程力学或应用力学的各种分支,诸如土力学、岩石力学、爆炸力学复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等.力学和其他基础科学的结合也产生一些交又性的分支,最早的是和天文学结合产生的天体力学.在20世纪特别是60年代以来,出现更多的这类交叉分支,其中有物理力学、化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等.摘自大科普网。
物理学分类
物理学分类物理学有哪些分类答案解析力学静力学动力学流体力学分析力学运动学固体力学材料力学复合材料力学流变学结构力学弹性力学塑性力学爆炸力学磁流体力学空气动力学理性力学物理力学天体力学生物力学计算力学热学热力学光学几何光学波动光学大气光学海洋光学量子光学光谱学生理光学电子光学集成光学空间光学声学次声学超声学电声学大气声学音乐声学语言声学建筑声学生理声学生物声学水声学电磁学磁学电学电动力学量子物理学量子力学核物理学高能物理学原子物理学分子物理学固体物理学高压物理学金属物理学表面物理学物理学大体可分为纯物理学的五个分支和多学科物理学的七个分支。
纯物理学的五个分支是:1.经典力学;2.热力学和统计力学;3.电磁学;4.相对论;5.量子力学。
多学科物理学的七个分支是:1.化学物理学;2.地球物理学;3.经济物理学;4.大气物理学;5.生物物理学;6.医学物理学;7.天文物理学。
定义物理学分支(Branches of physics)介绍物理学的分支情况。
物理学涉及较宽的领域;所有物理学家都应用物理一些理论。
这些理论中的每一部分都经过无数次实验检验,证明是正确的,而作为自然的近似(在一定有效范围内),例如:经典力学精确地描述比原子大得多,而速度比光速小的多的物体的运动。
这些理论仍然在积极研究;例如:牛顿(1642-1727)最先发现的经典力学,三世纪后,20世纪发现的混沌经典力学是一个明显的例子。
这些“中心理论”对研究较专门课题是重要的工具。
内容纯物理学分支经典力学多学科物理学分支化学物理,与化学有关的物理科学地球物理学,与我们行星有关的物理科学经济物理学,处理经济学中与物理过程有关的物理科学大气物理学:研究大气中的声象、光象、电象、辐射过程、云和降水物理、近地面层大气物理、平流层和中层大气物理。
化学物理学,处理物理过程及与物理化学有关的科学问题生物物理,研究生物过程的物理相互作用医学物理,应用物理去诊断,预防,和处理疾病天文物理,宇宙物理;研究包括天文学中星体的性质和相互作用。
连续介质力学
目录1简介2基本假设3研究对象4古典连续介质力学5近代连续介质力学6主要分支学科简介研究连续介质宏观力学性状的分支学科。
宏观力学性状是指在三维欧氏空间和均匀流逝时间下受牛顿力学支配的物质性状。
连续介质力学对物质的结构不作任何假设。
它与物质结构理论并不矛盾,而是相辅相成的。
物质结构理论研究特殊结构的物质性状,而连续介质力学则研究具有不同结构的许多物质的共同性状。
连续介质力学的主要目的在于建立各种物质的力学模型和把各种物质的本构关系用数学形式确定下来,并在给定的初始条件和边界条件下求出问题的解答。
它通常包括下述基本内容:①变形几何学,研究连续介质变形的几何性质,确定变形所引起物体各部分空间位置和方向的变化以及各邻近点相互距离的变化,这里包括诸如运动,构形、变形梯度、应变张量、变形的基本定理、极分解定理等重要概念。
②运动学,主要研究连续介质力学中各种量的时间率,这里包括诸如速度梯度,变形速率和旋转速率,里夫林-埃里克森张量等重要概念。
③基本方程,根据适用于所有物质的守恒定律建立的方程,例如,热力连续介质力学中包括连续性方程、运动方程、能量方程、熵不等式等。
④本构关系。
⑤特殊理论,例如弹性理论、粘性流体理论、塑性理论、粘弹性理论、热弹性固体理论、热粘性流体理论等。
⑥问题的求解。
根据发展过程和研究内容,客观上连续介质力学已分为古典连续介质力学和近代连续介质力学。
基本假设连续介质力学的最基本假设是“连续介质假设”:即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的,充满全空间的介质组成,物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。
这一假设忽略物质的具体微观结构(对固体和液体微观结构研究属于凝聚态物理学的范畴),而用一组偏微分方程来表达宏观物理量(如质量,数度,压力等)。
这些方程包括描述介质性质的方程(constitutive equations)和基本的物理定律,如质量守恒定律,动量守恒定律等。
研究对象固体:固体不受外力时,具有确定的形状。
运动学理论中的力学运动分析
运动学理论中的力学运动分析引言运动学是物理学中的一个重要分支,研究物体运动的规律和特性。
而力学运动分析则是在运动学的基础上,通过考虑受力情况,研究物体的运动状态及其变化。
本文将介绍运动学理论中的力学运动分析的基本概念、原理和应用。
一、运动学和力学的基本概念1.运动学的定义和研究对象运动学是研究物体运动过程的学科,主要关注物体的位置、速度和加速度等与时间相关的物理量。
2.力学的定义和研究对象力学是研究物体受力和运动规律的学科,主要研究物体在受力作用下的运动状态和变化。
3.力学运动分析的基本概念力学运动分析是将力学原理应用于运动学过程的分析方法,通过考虑受力情况来研究物体的运动状态及其变化。
二、力学运动分析的基本原理1.牛顿第一定律和力学运动分析牛顿第一定律也被称为惯性定律,它描述了物体在没有外力作用时的运动状态。
力学运动分析中,我们可以利用牛顿第一定律来分析物体在受力和不受力情况下的运动特性。
2.牛顿第二定律和力学运动分析牛顿第二定律描述了物体在受力作用下的加速度与作用力之间的关系。
在力学运动分析中,我们可以利用牛顿第二定律来计算物体在受力作用下的加速度,并推导出物体的速度和位移的变化规律。
3.牛顿第三定律和力学运动分析牛顿第三定律描述了物体间相互作用的力具有相等反向的特点。
在力学运动分析中,我们需要考虑物体与其周围其他物体的相互作用,以确定物体的运动状态。
三、力学运动分析的应用1.自由落体运动的分析自由落体运动是指物体在只受重力作用下的自由下落运动。
通过力学运动分析,我们可以推导出自由落体运动的位移、速度和加速度的公式,并计算出物体在不同时间下的运动状态。
2.斜抛运动的分析斜抛运动是指物体在初速度的作用下,以一定的角度抛出后,同时在上升和水平方向上运动的过程。
力学运动分析中,我们可以分析斜抛运动的速度、位移和物体运动的轨迹等特性。
3.圆周运动的分析圆周运动是指物体在固定曲线上以一定角速度进行的运动。
力学的学科分类
弹性力学,塑性力学,流变学,连续介质力学,断裂力学,流体力学基本定义及关系来源:陈志超的日志弹性力学弹性力学是固体力学的重要分支,它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力,也称为弹性理论。
它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础,广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。
弹性体是变形体的一种,它的特征为:在外力作用下物体变形,当外力不超过某一限度时,除去外力后物体即恢复原状。
绝对弹性体是不存在的。
物体在外力除去后的残余变形很小时,一般就把它当作弹性体处理。
弹性力学的发展简史人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了,比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。
当时人们还是不自觉的运用弹性原理,而人们有系统、定量地研究弹性力学,是从17世纪开始的。
弹性力学的发展初期主要是通过实践,尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。
英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律,后被称为胡克定律。
牛顿于1687年确立了力学三定律。
同时,数学的发展,使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备,从而推动弹性力学进入第二个时期。
在这个阶段除实验外,人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。
这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点,有些甚至是完全错误的。
在17世纪末第二个时期开始时,人们主要研究梁的理论。
到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。
柯西在1822〜1828年间发表的一系列论文中,明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念,建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律,从而奠定了弹性力学的理论基础,打开了弹性力学向纵深发展的突破口。
第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。
这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。
同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理,并提出了许多有效的计算方法。
力学中的力和加速度
力学中的力和加速度力学是物理学中研究物体运动和相互作用的分支学科,其中的力和加速度是力学研究中的两个核心概念。
力与加速度之间的关系对于解析物体运动和预测其轨迹具有重要意义。
本文将从力和加速度的定义及其相互关系两个方面展开论述。
1. 力的定义力是物体之间相互作用的结果,可以改变物体的形状、速度或状态。
力的单位是牛顿(N)。
根据牛顿第一定律,物体如果不受力的作用,则会保持静止或匀速直线运动。
2. 加速度的定义加速度是物体单位时间内速度变化的量,用来描述物体运动状态的变化。
加速度的单位是米每秒平方(m/s²)。
当物体的速度随时间发生改变时,物体就会产生加速度。
3. 力和质量之间的关系根据牛顿第二定律,物体的加速度与其所受力成正比,并与物体的质量成反比。
定量表达为F = ma,其中F表示力,m表示质量,a表示加速度。
即力等于质量乘以加速度。
4. 引力和重力引力是物体之间由于质量差异产生的相互吸引的力。
地球表面上的物体所受的引力称为重力。
根据牛顿万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
5. 摩擦力和滑动摩擦力摩擦力是物体接触面上相互摩擦的结果。
根据物体之间的接触程度和表面粗糙程度,摩擦力可以分为静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力是物体开始运动前克服的力,而滑动摩擦力是物体在已经开始滑动时受到的摩擦力。
6. 弹力和胡克定律弹力是由于物体弹性形变而产生的力。
当物体被压缩或拉伸时,弹力会使其恢复到原来的形状。
胡克定律描述了弹力与形变量之间的关系,即弹力与形变量成正比。
7. 压力和压强压力是单位面积上的力的分布。
压强则是单位面积上的压力大小。
压力的单位是帕斯卡(Pa),压强的单位也是帕斯卡。
8. 力对运动的影响力可以改变物体的速度、方向和形状。
当施加的力大于摩擦力或其他阻力时,物体会加速;当施加的力小于阻力时,物体会减速;当施加的力平衡阻力时,物体会保持匀速运动。
总结:力和加速度是力学中的重要概念,它们之间存在着密切的关系。
物理中的力学和热学
物理中的力学和热学物理是一门非常广泛的学科,其中涵盖了众多分支学科,如力学、光学、电磁学等。
本文将主要探讨物理中的力学和热学这两个分支学科。
一、力学力学是物理学的重要分支之一,研究物体之间的相互作用以及运动情况。
在力学中,有许多重要的概念和定律,如牛顿三定律、动量守恒定律等。
1. 牛顿三定律牛顿三定律是力学的基石之一,它包括了质点的基本元素以及运动的控制因素。
第一定律阐述了物体的运动状态,即物体不受外力作用时,将保持静止或恒定速度直线运动的状态;第二定律则阐述了物体受到的力和其加速度之间的关系;第三定律则描述了作用力和反作用力的对称性。
2. 动量守恒定律动量守恒定律描述了系统中总动量的不变性。
如果在一个孤立系统中,不受外力的作用,系统中的总动量将保持不变。
这个定律在物理学中有很多应用,从简单的水平面碰撞到复杂的量子力学。
二、热学热学是物理学中的另一个分支,研究的是热量和温度的变化以及它们之间的相互作用。
在热学中,有许多重要的概念和定律,如热力学第一定律、热力学第二定律等。
1. 热力学第一定律热力学第一定律是热学的基石之一,它表明了系统内能的守恒。
它的数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU是系统的内能变化,Q是系统从外界吸收或放出的热量,W则是系统从外界获得或放出的功。
2. 热力学第二定律热力学第二定律描述了热量从高温区域向低温区域流动的方向,即热量不可能自行从低温物体转移到高温物体。
这一定律是对自然趋势的描述,对于理解温室效应和宇宙中的热力学演化有很重要的意义。
三、力学和热学的应用力学和热学在现代社会中有着广泛的应用,如以下几个领域:1. 宇宙航天技术在宇宙探索中,力学和热学是必不可少的研究领域。
宇航员需要通过力学以控制飞船并将它带向目的地,同时还需要通过热学以控制温度并保持生活环境的舒适和安全。
2. 汽车工业汽车的设计与制造需要考虑到许多因素,其中包括空气动力学、弹性学、热学等方面。
例如,引擎的设计需要考虑到热量和压力的变化,以及材料的强度和耐用性。
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力学学科分类---力学是从物理学中独立出来的一个分支学科力学分类力学是研究物质机械运动的科学。
机械运动亦即力学运动,是物质在时间、空间中的集团变化,包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。
力学原是物理学的一个分支学科,当物理学摆脱了机械(力学) 的自然观而获得进一步发展时,力学则在人类生产和工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化和发展,而从物理学中独立出来。
它既是探索自然界一般规律的基础科学,又是一门为工程服务的技术科学,担负认识自然和改造自然的任务。
力学的研究对象是以天然的或人工的宏观的物质机械运动为主。
但由于本学科自身的发展和完善以及现代科技发展所促成的学科的相互渗透,有时力学也涉及微观各层次中的对象及其运动规律的研究。
机械运动是物质的最基本的运动形式,但还不能脱离其他运动(热、电磁、原子、分子运动及化学运动等) 形式而独立存在,只是在研究力学问题时突出地甚至单独地考虑机械运动形式而已。
如果需要考虑不同运动之间的相互作用,则力学与其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。
力学产生很早, 古希腊的阿基米德(约公元前287 —212) 是静力学的奠基人。
在欧洲文艺复兴运动以后,人们对力和运动之间的关系逐渐有了正确的认识。
英国科学家牛顿继承和发展了前人的研究成果,提出了物体运动三定律,标志着力学开始成为一门科学。
到了20 世纪,力学更得到蓬勃的发展。
到目前为止,已形成了几十个分支学科,诸如一般力学、固体力学、结构力学、物理力学、流体力学、空气动力学、流变学、爆炸力学、计算力学、连续介质力学、应用力学、岩土力学、电磁流体力学、生物力学,等等。
为了充分发挥这些力学文献的作用,必须对其进行科学的分类。
本文拟对力学文献的分类标准、分类体系和分类方法进行研究。
一、力学文献的分类标准根据力学文献的属性,其分类标准很多,但根据读者(用户) 的检索需求和文献分类法的立类列类原则,主要采用以下9 种标准:1.1 根据研究对象分根据研究各种物体不同的运动,力学就形成了不同的分类。
例如:当物体是液体或气体时,就是流体力学;当物体是固体时,就是固体力学;当研究固体在外界加力影响下,内部的变形和应力状态,以及它受力的性能时,就是弹塑性力学;当研究物体的整体运动的时候,而不去仔细考虑物体每一部分的情况便是一般力学。
1.2 根据研究方法分根据研究方法,力学可以分为实验力学、理论力学、物理力学、理性力学和计算力学等。
1.3 根据研究的时代分根据研究的时代,力学可以分为经典力学和近代力学。
从牛顿至哈密顿的理论体系称为经典力学或牛顿力学。
20世纪初以后,经过普朗特和卡门等的发展,进入了近代力学。
1.4 根据研究的目的和用途分由于力学是一门基础学科,它的理论和方法被广泛地应用,因而产生了一系列的应用力学,诸如天体力学、岩石力学、生物力学、材料力学、工程力学、地质力学、机械动力学、土木结构力学和土力学等。
1.5 根据研究的内容范围分例如理论力学,根据研究的内容范围,可以分为:动力学、静力学、运动学、引力理论、弹道学、分析力学、稳定性理论、陀螺力学。
1.6 根据研究的问题分例如运动学的研究问题,可以分为:质点运动、刚体运动、形的运动、相对运动等。
再如动力学的研究问题,可以分为:质点动力学、质点系动力学、刚体动力学、碰撞理论、摩擦理论、变质量动力学、多体系统动力学等。
1.7 根据研究的手段分例如实验应力分析,根据研究的手段可以分为:光测法、电测法、机械测定法、涂盖法、高温变形测试技术、X射线法、比拟法、模拟理论、声学方法等。
1.8 根据地区或国家分这主要是关于力学的历史和人物传记的文献。
例如:力学发展史可以根据地区分为亚洲力学发展史、欧洲力学发展史、美洲力学发展史;也可以根据国家分为:中国力学发展史、英国力学发展史、俄国力学发展史、法国力学发展史、意大利力学发展史、德国力学发展史、美国力学发展史、加拿大力学发展史等。
1.9 根据力学文献的形式体裁分力学文献的形式体裁也是多种多样的,可以分为专著、论文、丛书、多卷书、科技报告、会议录、年鉴、期刊、手册、指南、教材等。
1.10 其他另外,力学文献的分类还可以采用一些辅助标准,例如:①所用的语言文字; ②出版的地点; ③出版的年代; ④著名的姓名; ⑤服务的对象,等等。
二、力学文献的分类体系在早年的文献分类法中,力学大都隶属于物理学之下,例如杜威《十进分类法》(1876 年) 、《国际十进分类法》(1905年) 、《美国国会图书馆图书分类法》(1901 年) 以及我国杜定友的《世界图书分类法》(1925 年) 、刘国钧的《中国图书分类法》(1926 年) 、皮高品的《中国十进分类法》(1934 年) 等。
在现代文献分类法中,为了适应科学的发展,除了《人大法》仍然将力学归属物理学外,大都已将力学独立列为一个类目,位于数学和物理学之间。
在类目划分的次序上,也大都先根据研究对象、研究内容和研究的目的分,然后再根据研究问题、研究手段、研究方法分。
例如《科图法》的分类体系是:52 力学11 一般力学(理论力学、普通力学)12 振动学13 物理力学14 连续介质力学15 固体力学16 流变学17 流体力学18 空气动力学、气体动力学(可压缩流体力学)189 爆炸力学19 应用力学又如《中图法》的分类体系是:O 3 力学31 理论力学(一般力学)32 振动理论33 连续介质力学(变形体力学)34 固体力学35 流体力学369 物理力学37 流变学38 爆炸力学39 应用力学由此可见,现代文献分类法的力学文献分类体系基本上是一致的。
为了节省篇幅,现按照《中图法》的分类体系对其划分的次序探讨如下:如有与其他分类法不一致的地方,则略加以补充说明。
2.1 理论力学(一般力学)理论力学又称一般力学,或普通力学。
它是研究物体机械运动一般规律的学科。
理论力学的研究对象是质点、质点系、刚体、多刚体系统,并以生产实践和科学实验归纳出的基本公理和定律为讨论的出发点,采用近代数学工具,进行数学演绎,导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论。
其内容和方法以牛顿体系为主,还包含一些分析力学基本理论。
在《中图法》“O31 理论力学(一般力学) ”中,根据研究内容首先分为下列各类:O311 运动学O312 静力学O313 动力学O314 引力理论O315 弹道学O316 分析力学(解析力学)O317 稳定性理论O318 陀螺力学(回转仪理论)各类然后再根据其研究问题细分,例如:2.1.1 运动学动动学是通过位移、速度、加速度等物理量,描述和研究物体位置随时间变化的规律,而不考虑导致物体运动状态改变的原因。
《中图法》的“O311 运动学”,根据其研究问题细分为:“O311.1 质点运动”、“O311.2 刚体运动、形的运动”、“〔O311.3〕机构传动”等。
2.1.2 静力学静力学是研究物体平衡或力系平衡的规律。
《中图法》的“O312 静力学”,根据其研究的问题细分为:“O312.1 力的合成与分散”、“O312.2 平衡”、“O312.3 几何静力学、图解静力学”等。
2.1.3 动力学动力学是研究作用于物体的力与物体运动的关系。
《中图法》的“O313 动力学”,根据其研究的问题细分为:“O313.1质点动力学”、“O313.2 质点系动力学”、“O313.3 刚体动力学”、“O313.4 碰撞理论(撞击理论) ”、“O313.5 摩擦理论”、“O313.6 变质量动力学”、“O313.7 多体系统动力学”等。
2.1.4 引力理论《中图法》的“O314 引力理论”,包括引力与万有引力定律、重力与落体定律、摆的理论等。
2.1.5 弹道学弹道学是研究弹头运动规律的学科。
是设计、使用和保管武器danyao的重要依据。
在《中图法》“O315 弹道学”中,只收总论性的著作。
至于专论性的著作则入“TJ 武器工业”有关各类,例如: 枪炮弹道学入TJ012 ; 火箭、导弹弹道学入TJ013 。
2.1.6 分析力学(解析力学)分析力学是以广义坐标为描述质点系的变数,以牛顿运动定律为基础,运用数学分析方法研究宏观现象中的力学问题的学科。
《中图法》的“O316 分析力学”的研究问题包括:分析静力学、完整体系动力学、非完整系动力学、正则方程、力学变分原理等。
2.1.7 稳定性理论稳定性理论是研究扰力对系统运动状态(坐标、速度及其函数等) 的影响,从而建立判别运动状态是否稳定的法则的学科。
《中图法》的“O317 稳定性理论”,根据其研究的问题细分为:“O317.1 平衡位置的稳定性”、“O317.2 运动的稳定性”“〔O317.3〕结构的稳定性”等。
2.1.8 陀螺力学(回转仪理论)陀螺力学是研究陀螺仪和陀螺系统的运动。
它是在刚体动力学的理论基础上,利用陀螺仪转子高速转动的特点,将运动微分方程线性化而建立起来的工程理论。
《中图法》的“O318 陀螺力学”,根据其研究的问题细分为:“O318.1 支承点的运动”、“O318.2 回转仪运动的稳定性”、“O318.3 漂移问题”等。
2.2 振动理论振动理论是借助于数学、物理、实验和计算技术探讨各种振动现象的机理,阐明振动的基本规律,为合理解决实践中遇到的各种振动问题提供理论根据的学科,又称振动学。
在《中图法》的“O32 振动理论”中,根据研究内容分为下列各类:O321 线性振动O322 非线性振动O323 自激振动、参数振动O324 随机振动O325 有限自有体系的振动O326 弹性体的振动O327 结构振动O328 减振、隔振理论O329 振动测量技术2.3 连续介质力学(变形体力学)连续介质力学是研究连续介质宏观力学行为的学科。
其基本内容为: (1) 一切连续介质都必须满足的共同的普遍原理,如连续性方程、能量方程、不等式、运动方程及运动学关系(包括变形几何学、运动学) 等; (2) 各种理想化物质的本构关系; (3) 特殊理论。
如弹性理论、塑性理论、粘弹性理论、粘弹塑性理论等; (4) 问题的求解、解析方法及数值方法。
近年来连续介质力学进展很大,其发展方向为:按理性力学的观点和方法研究连续介质理论,从而发展出理性连续介质力学;把连续介质力学与计算机结合起来,就成为计算连续介质力学;把近代连续介质力学研究对象扩大,就发展成为连续物理学。
连续介质力学向深度和广度发展的同时, 也分出了一些与之平行的新学科,如广义连续介质力学、热力物质理论、纯力学物质理论、电磁连续介质理论、连续介质波动理论等等。
在《中图法》“O33 连续介质力学”中,除了收入总论固体力学和流体力学、塑性力学的文献外,还专门设了“O331 理性力学”一类。
在《科图法》“52.4 连续介质力学”中,则依研究问题细分为:“5.41 连续介质力学基础理论”;“52.42 多相介质力学”;“52.43 气动弹力学”;“52.44 水弹性力学”、“52.45 散体力学(松散介质力学) ”等。