第898章-《定秦曲》
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理论力学是研究物体机械运动的基本规律的学科。
力学的一个分支。它是一般力学各分支学科的基础。理论力学通常分为三个部分:静力学、运动学与动力学。
静力学研究作用于物体上的力系的简化理论及力系平衡条件;运动学只从几何角度研究物体机械运动特性而不涉及物体的受力;动力学则研究物体机械运动与受力的关系。动力学是理论力学的核心内容。
理论力学的研究方法是从一些由经验或实验归纳出的反映客观规律的基本公理或定律出,经过数学演绎得出物体机械运动在一般情况下的规律及具体问题中的特征。理论力学中的物体主要指质点、刚体及刚体系,当物体的变形不能忽略时,则成为变形体力学的讨论对象。静力学与动力学是工程力学的主要部分。
理论力学建立科学抽象的力学模型。静力学和动力学都联系运动的物理原因——力,合称为动理学。
有些文献把kinetinetamics看成同义词而混用,两者都可译为动力学,或把其中之一译为运动力学。此外,把运动学和动力学合并起来,将理论力学分成静力学和动力学两部分。
理论力学依据一些基本概念和反映理想物体运动基本规律的公理、定律作为研究的出点。例如,静力学可由五条静力学公理演绎而成;动力学是以牛顿运动定律、万有引力定律为研究基础的。理论力学的另一特点是广泛采用数学工具,进行数学演绎,从而导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论。
力学是最古老的科学之一,它是社会生产和科学实践长期展的产物。随着古代建筑技术的展,简单机械的应用,静力学逐渐展完善。
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提出了杠杆平衡公式及重心公式,奠定了静力学基础。
荷兰学者s.斯蒂文解决了非平行力情况下的杠杆问题,现了力的平行四边形法则。他还提出了著名的“黄金定则”,是虚位移原理的萌芽。这一原理的现代提法是瑞士学者约翰?伯努利于1717年提出的。
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,次提出了加度的概念。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,引入质量的概念,总结出机械运动的三定律,奠定了经典力学的基础。他现的万有引力定律,是天体力学的基础。
以牛顿和德国人g.莱布尼兹所明的微积分为工具,瑞士数学家L.欧拉系统地研究了质点动力学问题,并奠定了刚体力学的基础。
理论力学展的重要阶段是建立了解非自由质点系力学问题的较有效方法。虚位移原理表示质点系平衡的普遍条件。
法国数学家J.达朗贝尔提出的、后来以他本人名字命名的原理,与虚位移原理结合起来,可以得出质点系动力学问题的分析解法,产生了分析力学。这一工作是由法国数学家J.拉格朗日于1788年完成的,他推出的运动方程,称为拉格朗日方程,在某些类型的问题中比牛顿方程更便于应用。后来爱尔兰数学家.哈密顿于19世纪也推出了类似形式的方程。拉格朗日方程和哈密顿方程在动力学的理论性研究中具有重要价值。
……
滑轮组是由由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械,既可以省力也可以改变用力方向。滑轮组的省力多少由绳子股数决定,其机械效率则由被拉物体重力、动滑轮重力及摩擦等决定。
在后世,滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成,可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中,省力多少和绳子的绕法,决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担,力就是物体和动滑轮总重的几分之一。原则是:n为奇数时,绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担,其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如:n=5,则需两个动滑轮(3+2)。n为偶数时,绳子从定滑轮为起始,这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如:n=4,则需两个动滑轮(2+2)。
其次,按要求确定定滑轮个数,原则是:一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时,偶数段绳子可减少一个定滑轮;要改变力作用方向,需增加一个定滑轮。
综上所说,滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定。
对于绕绳方法,有一点切记:绳不可相交.其实绕绳难的就数滑轮组拉,只要掌握了要决,那就一点不难拉.滑轮组在绕线时如果动滑轮少那么要先从定滑轮绕起;反之要定滑轮少,那么要先从动滑轮绕起;如果一样多的话还是要先绕动滑轮。
滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮以及绕过它们的绳索组成。滑轮组具有省力和改变力的方向的功能,是起重机械的重要组成部分。滑轮组共同负担构建重量的绳索根数称为工作线数。通常,滑轮组的名称以组成滑轮组定滑轮与动滑轮的数目来表示。如由四个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为四四滑轮组。
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