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动力学:研究物体机械运动与作用力之间关系。
动力学
空气动力学
超高速碰撞动力学
结构动力学
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质点动力学两大基本问题:
已知力争运动 — 正问题(积分问题)
已知运动求力 — 逆问题(微分问题)
但碰到是混合型问题:既有未知运动,也有未知力。比如受约束非自由质系动力学问题。
动力学任务:以牛顿定律或变分原理为基础,
研究力与运动之间关系。
静力学是动力学特例,即已知系统处于平衡状态。
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控制机械系统运动基本规律
牛顿定律
变分原理
牛顿力学
分析力学
以力、加速度等向量为基本物理量—向量力学
以功、能量等标量为基本物理量
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动力学抽象模型
质点:含有一定质量而几何形状和尺寸大小可
忽略不计物体。
质点系:由几种或无限个互相有联系质点组
成系统。
质点动力学
质点系动力学
刚体:特殊质点系,其中任意两点之间距离
保持不变。
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第九章
质点动力学基本方程
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§9-1 动力学基本定律
第一定律 (惯性定律):
不受力作用质点,将保持静止或作匀速直线运动。
第二定律(力与加速度之间关系定律)
力单位:牛[顿],
第三定律 (作用与反作用定律):
两个物体间作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,沿着同始终线,且同时分别作用在这两个物体上。
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惯性参考系:与绝对静止空间固连参考系以及相对其匀速直线平动参考系。牛顿定律适合用于一切惯性参考系。
伽利略相对性原理:一切力学方程和定律对所有惯性参考系都是等价。
在运动学中参考系能够任意选取,但在动力学中则不能任意选取参考系。
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牛顿第一定律(惯性公理):假如在质点上没有力作用,则它保持静止或匀速直线运动
惯性参考系是存在-牛顿力学最基本假设
力是产生和改变运动原因-力定义
惯性系选取
地球参考系 — 普通工程技术问题
地心参考系 — 需考虑地球自转影响时
日心参考系 — 行星、航天器等
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牛顿第二定律(动力学基本公理):
运动改变与所受力成正比,并且沿所受力直线方向上发生。
牛顿第二定律只在惯性参考系成立!
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牛顿第三定律(互相作用公理):
两物体之间作用力和反作用力大小相等,方向相反,并沿同一作用线分别作用在两物体上。
牛顿第三定律与参考系选取无关!
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