什么是力學(xué)_力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域
力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。那么你對(duì)力學(xué)了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是力學(xué)的內(nèi)容,希望大家喜歡!
什么是力學(xué)
力學(xué)(mechanics) 研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。自然界物質(zhì)有多種層次,從宇觀的宇宙體系,宏觀的天體和常規(guī)物體,細(xì)觀的顆拉、纖維、晶體,到微觀的分子、原子、基本粒子。通常理解的力學(xué)以研究天然的或人工的宏觀對(duì)象為主。但由于學(xué)科的互相滲透,有時(shí)也涉及宇觀或細(xì)觀甚至微觀各層次中的對(duì)象以及有關(guān)的規(guī)律。機(jī)械運(yùn)動(dòng)亦即力學(xué)運(yùn)動(dòng),是物質(zhì)在時(shí)間、空間中的位置變化,包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、流動(dòng)、變形、振動(dòng)、波動(dòng)、擴(kuò)散等,而平衡或靜止則是其中的一種特殊情況。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本的形式。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的其他形式還有熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子及其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng)等。機(jī)械運(yùn)動(dòng)常與其他運(yùn)動(dòng)形式共同存在。只是研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)突出地考慮機(jī)械運(yùn)動(dòng)這種形式罷了;如果其他運(yùn)動(dòng)形式對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)有較大影響,或者需要考慮它們之間的相互作用,便會(huì)在力學(xué)同其他學(xué)科之間形成交叉學(xué)科或邊緣學(xué)科。力是物質(zhì)間的一種相互作用,機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是由這種相互作用引起的。靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,都意味著各作用力在某種意義上的平衡。力學(xué),可以說(shuō)是力和(機(jī)械)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。
力學(xué)是一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科,是有關(guān)力、運(yùn)動(dòng)和介質(zhì)(固體、液體、氣體和等離子體),宏、細(xì)、微觀力學(xué)性質(zhì)的學(xué)科,研究以機(jī)械運(yùn)動(dòng)為主,及其同物理、化學(xué)、生物運(yùn)動(dòng)耦合的現(xiàn)象。力學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,同時(shí)又是一門(mén)技術(shù)學(xué)科。它研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力學(xué)可區(qū)分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分,靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜止問(wèn)題;運(yùn)動(dòng)學(xué)只考慮物體怎樣運(yùn)動(dòng),不討論它與所受力的關(guān)系;動(dòng)力學(xué)討論物體運(yùn)動(dòng)和所受力的關(guān)系。現(xiàn)代的力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,諸如大型的風(fēng)洞、水洞,它們的建立和使用本身就是一個(gè)綜合性的科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目,需要多工種、多學(xué)科的協(xié)作。
力學(xué)的原理
力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。自然界物質(zhì)有多種層次,從宇觀的宇宙體系,宏觀的天體和常規(guī)物體,細(xì)觀的顆粒、纖維、晶體,微觀的分子、原子、基本粒子。通常理解的力學(xué)以研究天然的或人工的宏觀對(duì)象為主。但由于學(xué)科的互相滲透,有時(shí)也涉及宇觀或細(xì)觀甚至微觀各層次中的對(duì)象以及有關(guān)的規(guī)律。 力學(xué)又稱經(jīng)典力學(xué),是研究通常尺寸的物體在受力下的形變,以及速度遠(yuǎn)低于光速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一門(mén)自然科學(xué)。力學(xué)運(yùn)動(dòng),是物質(zhì)在時(shí)間、空間中的位置變化,包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、流動(dòng)、變形、振動(dòng)、波動(dòng)、擴(kuò)散等。而平衡或靜止,則是其中的特殊情況。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的其他形式還有熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子及其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng)等。 力是物質(zhì)間的一種相互作用,機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是由這種相互作用引起的。靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,則意味著各作用力在某種意義上的平衡,因此,力學(xué)可以說(shuō)是力和(機(jī)械)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。 力學(xué)在漢語(yǔ)中的意思是力的科學(xué)。漢語(yǔ)“力”字最初表示的是手臂使勁,后來(lái)雖又含有他義,但都同機(jī)械或運(yùn)動(dòng)沒(méi)有直接聯(lián)系。“力學(xué)”一詞的英語(yǔ)是mechanics(源于希臘語(yǔ)μηχανη──機(jī)械)。在英語(yǔ)中,mechanics是一個(gè)多義詞,既可釋作“力學(xué)”,也可釋作“機(jī)械學(xué)”、“結(jié)構(gòu)”等。在歐洲其他語(yǔ)種中,此詞的語(yǔ)源和語(yǔ)義都與英語(yǔ)相同。漢語(yǔ)中沒(méi)有同它對(duì)等的多義詞。mechanics在19世紀(jì)50年代作為研究力的作用的學(xué)科名詞傳入中國(guó)時(shí),譯作“重學(xué)”,后來(lái)改譯作“力學(xué)”,一直使用至今。“力學(xué)的”和“機(jī)械的” 在英語(yǔ)中同mechanical,而現(xiàn)代漢語(yǔ)中“機(jī)械的”又可理解為“刻板的”。這種不同語(yǔ)種中詞義包容范圍的差異,有時(shí)引起國(guó)際學(xué)術(shù)交流中的周折。例如機(jī)械的(mechanical)自然觀,其實(shí)指用力學(xué)解釋自然的觀點(diǎn),而英語(yǔ)mechanist是指機(jī)械師,不是指力學(xué)家。
力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域
力學(xué)是物理學(xué)、天文學(xué)和許多工程學(xué)的基礎(chǔ),機(jī)械、建筑、航天器和船艦等的合理設(shè)計(jì)都必須以經(jīng)典力學(xué)為基本依據(jù)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最基本的形式。機(jī)械運(yùn)動(dòng)亦即力學(xué)運(yùn)動(dòng)。在力學(xué)理論的指導(dǎo)或支持下取得的工程技術(shù)成就不勝枚舉。最突出的有:以人類登月、建立空間站、 航天飛機(jī)等為代表的航天技術(shù);以速度超過(guò)5倍聲速的軍用飛機(jī)、起飛重量超過(guò)300t、尺寸達(dá)大半個(gè)足球場(chǎng)的民航機(jī)為代表的航空技術(shù);以單機(jī)功率達(dá)百萬(wàn)千瓦的汽輪機(jī)組為代表的機(jī)械工業(yè),可以在大風(fēng)浪下安全作業(yè)的單臺(tái)價(jià)值超過(guò)10億美元的海上采油平臺(tái);以排水量達(dá)5×10⁵t的超大型運(yùn)輸船和航速可達(dá)30多節(jié)、深潛達(dá)幾百米的潛艇為代表的船舶工業(yè);可以安全運(yùn)行的原子能反應(yīng)堆;在地震多發(fā)區(qū)建造高層建筑;正在陸上運(yùn)輸中起著越來(lái)越重要作用的高速列車,等等,甚至如兩彈引爆的核心技術(shù),也都是典型的力學(xué)問(wèn)題。力學(xué)發(fā)展到今天已經(jīng)構(gòu)建成了宏偉的大廈,能夠解決我們生存空間內(nèi)的許多問(wèn)題,但也有解釋和解決不了的問(wèn)題,需要繼續(xù)探索,為其添磚加瓦,使其更完善。總之還有許多的問(wèn)題。
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