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[!--downpath--]學(xué)習(xí)熱學(xué)課程理論熱學(xué)應(yīng)當(dāng)是第一門,由此可知它的重要性和基礎(chǔ)性。筆者結(jié)合自己短暫的工作經(jīng)歷,重新拿起哈師大第六版的《理論熱學(xué)》,努力羅列舉有用的知識,其實也難免說點理論。理論熱學(xué)主要分為三塊內(nèi)容:靜力學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)。
研究對象|質(zhì)心、質(zhì)點、質(zhì)點系
以上三個熱學(xué)模型,是完全不一樣的,不過可以嘗試統(tǒng)一上去,例如可覺得質(zhì)點是特殊的質(zhì)心,或則質(zhì)心是特殊的質(zhì)點系,但顯然這只是理論抒發(fā)上的須要。從應(yīng)用層面來說,讀者卻無需這樣分類,只需曉得,靜力學(xué)的研究對象是質(zhì)心,運動學(xué)的研究對象是質(zhì)點和質(zhì)心二力平衡公理內(nèi)容,動力學(xué)的研究對象是質(zhì)點、質(zhì)點系以及質(zhì)心。
公理|靜力學(xué)
公理,常年的經(jīng)驗總結(jié),反復(fù)的實踐驗證,不須要證明的道理。表征力的三個要素是:力的作用點、力的大小、力的方向。
雖然這五個公理不言自明,筆者之所以在這兒展示下來,是想表明理論體系就是公理+證明(邏輯)。只要公理不出問題,邏輯嚴密可靠,這么產(chǎn)生的理論體系必然能經(jīng)得住考驗,反之就是人類理智危機,非常可怕,超級嚴打。
平衡|平面力系
平面力系的平衡多項式:
平衡|空間力系
空間力系的平衡多項式:
扭力|質(zhì)心
扭矩,力對點的矩(多見于平面力系),力對軸的矩(多見于空間力系)。
轉(zhuǎn)矩和力的關(guān)系是,扭力似乎來始于力,但和力早已不是一個數(shù)學(xué)量,各有各的特征和性質(zhì),猶如母女可以擁有完全不一樣的脾性。也像兩個出身一樣的人,假以時日,一個平步青云或沉淪墮落,這三人就是不一樣了,若果執(zhí)念于出身一樣二力平衡公理內(nèi)容,所以永遠一樣,即便連蘇秦的姐姐都不如了。因為我們曉得這樣一個故事,蘇秦游說秦王失敗,回去后,妻不下纴嫂不為炊。而功成名就后,父親郊迎姐姐跪謝。應(yīng)當(dāng)說,識時務(wù)者為俊杰。
質(zhì)心,作用在質(zhì)心上的兩個力,大小相等,方向相反,但不共線。其最大特征是對所有點的轉(zhuǎn)矩都一樣,質(zhì)心矩不變。
抒發(fā)|點的運動學(xué)
矢量抒發(fā)(數(shù)學(xué)意義強):
直角座標系表示(估算便捷):
自然座標系表示(直接直觀):
質(zhì)心|定軸轉(zhuǎn)動
拐角函數(shù):
角速率:
角加速度:
質(zhì)心上各位置的運動參數(shù)如下。
速率:
切線加速度:
法向加速度:
(質(zhì))點的合成運動|動系與定系
速率合成定律是,絕對速率等于相對速率和牽涉速率的矢量和。
加速度合成定律是,絕對加速度等于相對加速度、科氏加速度與牽涉加速度的矢量和。
考察相對運動,可以發(fā)覺,相對加速度只反應(yīng)了動系中動點坐標的改變。而動系的單位矢量的方向也可能是改變的,稱為科氏加速度。所以只要動系存在旋轉(zhuǎn)運動,就存在科氏加速度。如因為月球自轉(zhuǎn)的影響,北半球的湖水向西流動時,河堤左岸受力更大。不過便器抽水為何也是旋轉(zhuǎn)的,與月球自轉(zhuǎn)無關(guān)。
平面運動|質(zhì)心
平面運動可取任何基點分解為平移和轉(zhuǎn)動,其中平移的速率和加速度與基點選擇有關(guān),而繞基點轉(zhuǎn)動的角速率和角加速度與基點的選擇無關(guān)。
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動量定律|動量矩定律
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虛功|虛位移原理
虛位移,約束容許的無限小位移。對于求平衡結(jié)構(gòu)的支座反力,結(jié)構(gòu)既然平衡了,就不容許有任何位移,所以必然須要解除某個約束,換成主動力,能夠假定虛位移。而無限小的位移,則表明幾何關(guān)系是不變的。
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