1静力学第一章绪论静力学的基本概念.ppt

2017-1-19 2017-1-19 1 1工工程程力力学学 Engineering Mechanics Engineering Mechanics 2017-1-19 2017-1-19 2 2 3 2017-1-19绪论 4 2017-1-19 ?力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次,从宇观的宇宙体系, 宏观的天体和常规物体,细观的颗粒、纤维、晶体,到微观的分子、原子、基本粒子。通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。但由于学科的互相渗透, 有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。 5 2017-1-19 ?力学在汉语中的意思是力的科学。汉语“力”字最初表示的是手臂使劲,后来虽又含有他义,但都同机械或运动没有直接联系。“力学”一词译自英语 mechanics( 源于希腊语μηχανη──机械)。在英语中, mechanics 是一个多义词,既可释作“力学”,也可释作“机械学”、“结构”等。在欧洲其他语种中,此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。 6 2017-1-19 ? Mechanics 在 19 世纪 50 年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时,译作“重学”,后来改译作“力学”,一直使用至今。“力学的”和“机械的”在英语中同为 Mechanical ,而现代汉语中“机械的”又可理解为“刻板的”。这种不同语种中词义包容范围的差异,有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(Mechanical) 自然观,其实指用力学解释自然的观点,而英语 Mechanist 是指机械师,不是指力学家。 7 2017-1-19 ?力学是最古老的科学之一,它是社会生产和科学实践长期发展的产物。人类对力学的一些基本原理的认识,一直可以追溯到史前时代。随着古代建筑技术的发展,简单机械的应用,静力学逐渐发展完善。在中国古代及古希腊的著作中,已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 8 2017-1-19 ?公元前 5~前 4世纪,在中国的《墨经》中已有关于水力学的叙述。?古希腊的数学家阿基米德(公元前 3世纪)提出了杠杆平衡公式(限于平行力)及重心公式,奠定了静力学基础。?荷兰学者 ( 16 世纪)解决了非平行力情况下的杠杆问题,发现了力的平行四边形法则。 9 2017-1-19 ?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。 10 2017-1-19 ?动力学的科学基础以及整个力学的奠定时期在 17 世纪。意大利物理学家伽利略创立了惯性定律, 首次提出了加速度的概念。他应用了运动的合成原理,与静力学中力的平行四边形法则相对应, 并把力学建立在科学实验的基础上。?英国物理学家牛顿推广了力的概念,引入了质量的概念,总结出了机械运动的三定律(1687 年), 奠定了经典力学的基础。他发现的万有引力定律, 是天体力学的基础。以牛顿和德国人 . 莱布尼兹所发明的微积分为工具,瑞士数学家 ,并奠定了刚体力学的基础。