哈工大理论力学第七版第一章
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我国古代人民(十四世纪以前) 在力学的发展上始终 走在世界的前列，只是在近代封建社会的统治下，才 变得比较落后。解放后，力学才又重新焕发出生机。
---
在力学的发展史上，我国不乏光辉的实例，公元前 250年，李冰建成了至今闻名中外的都江堰，东汉的张 衡发明了地动仪，隋代的李春建成的赵州桥，至今仍 屹立着，已有一千三百多年历史。我们大家不要认为 制造一座桥很简单，实际上它要综合理论力学、材料 力学、结构力学等一系列的知识。谈到这儿，我们不 禁要谈到二次大战中的一个真实故事，当时德国的一 支部队打胜仗后举行隆重的庆祝仪式，浩浩荡荡从一 座桥上通过，结果还没走到中间桥就“轰”的一声塌 了，事后查明是由于部队的步伐使桥发生了共振现象， 使许多士兵遭到了水灾之苦。
---
运动学 只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、
速度、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和作用力之间的关系。
---
2.理论力学发展简史
理论力学是以伽利略(Galileo A.D.1564---1642年) 和牛顿(Newton A.D.1642-1727年)所总结的关于机械运 动的基本定律为基础发展起来的，属于古典力学的范 畴。实际上它的研究对象的速度必须远小于光速 (300000 km/s)，才足够准确。在这里有必要研究一下 它的发展简史。
---
3 随着科学技术的发展，交叉学科的地位也越来 越重要。力学与其它学科的渗透形成了生物力学、 爆炸力学、物理力学等边缘学科，这就需要我们 有坚实的理论力学基础。
---
4.力学的应用
航天工程
核反应堆工程
航空工程
石油工程
机械工程
电子工程
土木工程
计算机工程
水利工程
其它工程领域
理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、有限
---
1 远在奴隶社会时代，我国劳动人民就积累了比较丰 富的力学知识，如杠杆原理、功的原理、滚动磨擦的 原理。我国古代的墨经是一部最早记述有关力学原理 的著作。在欧州，比墨经稍晚一些，相继出现了亚里 士多德的“物理学”和阿基米德的“论比重”等著作， 奠定了静力学的基础。在那个时期，出现争论的事很 多，我们大家可能都还记得高中时学过的比萨斜塔前 的 实 验 ， 那 个 时 候 亚 里 士 多 德 (Aristotle,B.C.384-322) 认为物体下落的速度与其重量成正比，直到十七世纪， 伽利略才推翻了这个错误的认识。还有太阳中心说及 地球中心论等等许多的争论。
1.理论力学的研究对象和内容
理论力学——研究物体机械运动规律的科学。
运动是物质存在的形式，它的范围很广：物体位置的 变化、发光、发热、化学变化甚至人脑的思维等。 机械运动：物体在空间的位置随时间的变化。包括： 车辆行使，机器的运转、水的流动、建筑物的振动。
平衡：是机械运动的特殊形式。
---
静力学 研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、 建立各种力系的平衡条件的科学．
---
山西应县木塔
1056 年 建 成 ， 采 用 筒 体结构和各种斗拱， 900多年来经受过多次 地震的考验。
---
桥 梁 的 共 振 破 坏
点击图片可以---播放影片
塔科马（Tacoma）桥风振致毁
1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重 的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进 行研究。该桥主跨长853.4m，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁 高仅1.3m。通过两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但 由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入 ，该桥的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导致在中等风速 (19m/s)下结构就发生破坏。幸好在桥梁破坏之前封闭了交通。据 说，在出事当天，一位记者把车停在桥上，并把一条狗留在车内 。桥倒塌时，只有他本人跑到了桥台处。该桥破坏时，当地 Tacoma报社的编辑Leonard Costsworth恰好路过，并用摄影机记录 下一段珍贵的胶片。这才使得后人有机会一睹当年桥毁场面。当 地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、 一辆汽车、一条狗”。10年以后，才开始重新修建塔科马桥。仍 采用悬索桥型式，但加劲梁改为桁架式。新桥总长较旧桥长12m ，于1950年10月14日建成通车。
---
2 十六到十七世纪，力学开始形成一门独立的系统的 学科，伽利略提出了加速度的概念，从而奠定了动力 学的基础。牛顿在总结前人的研究来自百度文库果后，写出了 《自然哲学之数学原理》一书(1687年)，对动力学作 了系统的描述，提出了牛顿三定律，它是整个古典力 学的基础。
---
3 十八、十九世纪是理论力学发展成熟的时期，相继 提出了重要的虚位移原理、达朗伯原理以及拉格朗日 方程。在此基础上，产生了分析力学。进入二十世纪， 由于新技术革命的需要，又相继产生了非线性振动、 陀螺力学、飞行力学、弹道学等一系列分支力学。
---
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
---
赵州桥(安济桥)
591～599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的浅拱-敞肩拱， 敞肩拱的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖” 的美誉。
---
张衡与地动仪
东汉时期，中国发生地震的次数是比较多的，为了测定地 震方位，及时地挽救人民的生命财产，公元126年，张衡在第二 次担任太史令之后， 就注意掌握收集地震的情报和记录，经过 多年的潜心研究，终于在公元132年(东汉顺帝阳嘉元年)，发明 了世界上第一台测定地震方位的科学仪器——候风地动仪。
---
3.学习理论力学的目的
1 由于我们是工科专业，而工科专业要较多地接触机 械运动的问题，学好了理论力学，应用所学的其它知 识，我们基本上能解决实际生活中的机械运动问题。
2 理论力学是学习一系列后续课程的重要基础，理论 力学是研究力学中最普通的最基本的规律，很多课程 如材料力学、弹性力学、结构力学、流体力学、飞行 力学、振动理论、断裂力学都要以理论力学的内容为 基础。
---
在力学的发展史上，我国不乏光辉的实例，公元前 250年，李冰建成了至今闻名中外的都江堰，东汉的张 衡发明了地动仪，隋代的李春建成的赵州桥，至今仍 屹立着，已有一千三百多年历史。我们大家不要认为 制造一座桥很简单，实际上它要综合理论力学、材料 力学、结构力学等一系列的知识。谈到这儿，我们不 禁要谈到二次大战中的一个真实故事，当时德国的一 支部队打胜仗后举行隆重的庆祝仪式，浩浩荡荡从一 座桥上通过，结果还没走到中间桥就“轰”的一声塌 了，事后查明是由于部队的步伐使桥发生了共振现象， 使许多士兵遭到了水灾之苦。
---
运动学 只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、
速度、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和作用力之间的关系。
---
2.理论力学发展简史
理论力学是以伽利略(Galileo A.D.1564---1642年) 和牛顿(Newton A.D.1642-1727年)所总结的关于机械运 动的基本定律为基础发展起来的，属于古典力学的范 畴。实际上它的研究对象的速度必须远小于光速 (300000 km/s)，才足够准确。在这里有必要研究一下 它的发展简史。
---
3 随着科学技术的发展，交叉学科的地位也越来 越重要。力学与其它学科的渗透形成了生物力学、 爆炸力学、物理力学等边缘学科，这就需要我们 有坚实的理论力学基础。
---
4.力学的应用
航天工程
核反应堆工程
航空工程
石油工程
机械工程
电子工程
土木工程
计算机工程
水利工程
其它工程领域
理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、有限
---
1 远在奴隶社会时代，我国劳动人民就积累了比较丰 富的力学知识，如杠杆原理、功的原理、滚动磨擦的 原理。我国古代的墨经是一部最早记述有关力学原理 的著作。在欧州，比墨经稍晚一些，相继出现了亚里 士多德的“物理学”和阿基米德的“论比重”等著作， 奠定了静力学的基础。在那个时期，出现争论的事很 多，我们大家可能都还记得高中时学过的比萨斜塔前 的 实 验 ， 那 个 时 候 亚 里 士 多 德 (Aristotle,B.C.384-322) 认为物体下落的速度与其重量成正比，直到十七世纪， 伽利略才推翻了这个错误的认识。还有太阳中心说及 地球中心论等等许多的争论。
1.理论力学的研究对象和内容
理论力学——研究物体机械运动规律的科学。
运动是物质存在的形式，它的范围很广：物体位置的 变化、发光、发热、化学变化甚至人脑的思维等。 机械运动：物体在空间的位置随时间的变化。包括： 车辆行使，机器的运转、水的流动、建筑物的振动。
平衡：是机械运动的特殊形式。
---
静力学 研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、 建立各种力系的平衡条件的科学．
---
山西应县木塔
1056 年 建 成 ， 采 用 筒 体结构和各种斗拱， 900多年来经受过多次 地震的考验。
---
桥 梁 的 共 振 破 坏
点击图片可以---播放影片
塔科马（Tacoma）桥风振致毁
1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重 的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进 行研究。该桥主跨长853.4m，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁 高仅1.3m。通过两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但 由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入 ，该桥的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导致在中等风速 (19m/s)下结构就发生破坏。幸好在桥梁破坏之前封闭了交通。据 说，在出事当天，一位记者把车停在桥上，并把一条狗留在车内 。桥倒塌时，只有他本人跑到了桥台处。该桥破坏时，当地 Tacoma报社的编辑Leonard Costsworth恰好路过，并用摄影机记录 下一段珍贵的胶片。这才使得后人有机会一睹当年桥毁场面。当 地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、 一辆汽车、一条狗”。10年以后，才开始重新修建塔科马桥。仍 采用悬索桥型式，但加劲梁改为桁架式。新桥总长较旧桥长12m ，于1950年10月14日建成通车。
---
2 十六到十七世纪，力学开始形成一门独立的系统的 学科，伽利略提出了加速度的概念，从而奠定了动力 学的基础。牛顿在总结前人的研究来自百度文库果后，写出了 《自然哲学之数学原理》一书(1687年)，对动力学作 了系统的描述，提出了牛顿三定律，它是整个古典力 学的基础。
---
3 十八、十九世纪是理论力学发展成熟的时期，相继 提出了重要的虚位移原理、达朗伯原理以及拉格朗日 方程。在此基础上，产生了分析力学。进入二十世纪， 由于新技术革命的需要，又相继产生了非线性振动、 陀螺力学、飞行力学、弹道学等一系列分支力学。
---
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
---
赵州桥(安济桥)
591～599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的浅拱-敞肩拱， 敞肩拱的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖” 的美誉。
---
张衡与地动仪
东汉时期，中国发生地震的次数是比较多的，为了测定地 震方位，及时地挽救人民的生命财产，公元126年，张衡在第二 次担任太史令之后， 就注意掌握收集地震的情报和记录，经过 多年的潜心研究，终于在公元132年(东汉顺帝阳嘉元年)，发明 了世界上第一台测定地震方位的科学仪器——候风地动仪。
---
3.学习理论力学的目的
1 由于我们是工科专业，而工科专业要较多地接触机 械运动的问题，学好了理论力学，应用所学的其它知 识，我们基本上能解决实际生活中的机械运动问题。
2 理论力学是学习一系列后续课程的重要基础，理论 力学是研究力学中最普通的最基本的规律，很多课程 如材料力学、弹性力学、结构力学、流体力学、飞行 力学、振动理论、断裂力学都要以理论力学的内容为 基础。