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理論力學

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來自華夏公益教科書

<封面和維基間連結力學是我們生活和物理學中必不可少的一部分

力學中的大部分數學都涉及向量,理解它們對於理解力學至關重要。本節涵蓋向量數學的基礎知識。

靜力學是關於平衡的。它研究不同靜止物體之間的關係。

力和其效應

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力是兩個物體之間的相互作用。如果沒有兩個(或更多)物體,就不會有力的存在。物體不一定需要接觸,例如重力、電磁力和靜電力。

力用向量表示:大小表示力的強度;方向表示力作用的方向;原點定義了力作用在物體上的位置。

力的效應

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作用在物體上的合力可以產生五個效應:張力、壓縮力、剪下力、平移或旋轉。

請注意,這種平移是根據亞里士多德物理學,它基於一個信念,即如果某物運動,它必須有一個推動者,即導致位置變化的力。根據牛頓物理學,這並不正確,在牛頓物理學中,力改變物體的速度。

矩形的平移
  • 物體沿平行於自身的方向運動。
  • 效應由作用力的強度和方向決定。
  • A 是物體在原始位置。
  • A' 和 A'' 分別是沿 X 軸和 Y 軸平移的物體。

A''' 是沿兩個軸都平移的物體。

矩形的旋轉
  • 物體繞某一點旋轉。
    原始矩形(左)繞其中心旋轉。結果顯示在右側。虛線矩形顯示原始矩形的位置。
  • 物體繞某一軸旋轉。
    例如,門。想象穿過鉸鏈的一條線,這就是軸。門繞此軸旋轉。
平移和旋轉
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矩形的平移和旋轉
  • 物體既不平行運動,也不繞固定點或軸旋轉。

運動學

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運動學描述了點或物體的位移、速度和加速度,以及它們之間的關係,而不考慮加速度的原因。

動力學

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動力學透過將原因(力)與效應(加速度)聯絡起來,將靜力學與運動學聯絡起來。這就是牛頓三定律的所在之處。

除了牛頓定律之外,還有其他力學的表述方法;拉格朗日力學和哈密頓力學。這些力學的表述方法更側重於能量而不是力。

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