理力第2章:物體在機械運動的基本規律

2.1:描述運動的兩種方法

一個物體所有的運動形式可看成物體隨時間改變自己的位形
位形的變換是由其內在規律決定的
研究內在規律一般步驟

1.認識把握表象特徵
2.建立適當的數學工具去精確描述這些特徵

所以這裏涉及我們該如何描述物體的運動,力學中有這兩種方法

1.拉格朗日方法:隨體方法,研究物體中各個質點運動狀態,
達到對物體整體運動的瞭解
2.歐拉方法:不隨體,通過各個空間局部位置上的研究達到
對整個介質的瞭解

2.2:物體運動特徵量

1.矢徑:在一個確定座標系中表示物體位置的固定矢量,通常是時間t的函數

r=r(t)\vec r=\vec r(t)
顯然,這個矢徑描述的是整個運動過程中,質點的位置變化規律,也就是運動方程

2.軌跡:動點在空間走過的路程,軌跡方程通常爲運動曲線方程
3.位移:

Δr=r(t+Δt)r(t)\Delta\vec r=\vec r(t+\Delta t)-\vec r(t)
Δr=˙Δs|\Delta \vec r| \dot= \Delta s

動點在瞬時t的速度v=dr/dt\vec v=d\vec r/dt

動點在瞬時t的加速度a=d2r/dt\vec a = d^2 \vec r/dt

4.牛頓運動定律:

d(mr)/dt=Fd(m\vec r)/dt =\vec F
F=ma\vec F=m\vec a
獨立作用原理:在多個力作用下,牛頓運動定律形式:
ma=mi=1Na i =i=1NFim\vec a = m \sum_{i=1}^N a~i~=\sum_{i=1}^N \vec Fi
5.力、衝量、功

衝量:有限時間間隔(t2-t1)內,變力F對時間的積累效果

S=t1t2Fdt\vec S=\int_{t1}^{t2}\vec F dt

功:物體由A到B的運的過程中,力F作用的積累效果

W=ABFdrW=\int_{\overset{\frown} {AB}} \vec Fd \vec r
W爲F在軌跡AB上對物體所作的功

5.質量、動量、動量矩、動能
物體的動量:表徵物體傳遞機械運動能力的物理量

P=mv\vec P=m\vec v
微分形式動量定理:
d(mv)=Fdtd(m\vec v)=\vec F dt
積分形式動量定理:
vovd(mv)=t0tFdt\int_{\vec vo}^{\vec v} d(m\vec v)=\int_{t0}^{t}Fdt

物體的動量矩:表徵轉動物體傳遞機械能運動能力的物理量

動量矩定理:
d(r)d(\vec r )

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