第三篇动力学.ppt
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1、第三篇 动力学,第三篇 动力学,第 九 章 动力学基础 第十 章 动能定理 第十一章 动量定理 第十二章 动量矩定理 第十三章 达朗贝尔原理 第十四章 虚位移原理,第三篇 动 力 学,引 言,动力学研究物体的机械运动与作用在该物体上的力之间的关系。 在研究动力学问题中一般选取牛顿的运动三定律作为动力学的基础,并称之为牛顿定律或动力学基本定律。,力学模型质点、刚体和质点系,质点:只有质量而无大小的物体。,在下面两种情况下,可以把物体视为质点:,物体作平移的时候;,当物体的运动范围远远大于它自身的尺寸、忽略其大小对问题的性质无本质影响的时候。,刚体:有质量、不会变形的物体。,质点系:由若干个质点组
2、成的、有内在联系的系统。,动力学主要研究以下两类基本问题,已知物体的运动规律,求作用在此物体上的力; 已知作用于物体上的力,求此物体产生什么样的运动。,第九章 动力学基础,第一节 牛顿定律及质点运动微分方程,第三节 质点系的基本惯性特征,第二节 质点动力学的两类基本问题,第一节牛顿定律及质点运动微分方程,牛顿定律,惯性参考系,单位制,量 纲,质点的运动微分方程,牛顿定律,是牛顿在自然哲学的数学原理中建立的描述物体机械运动的运动学三定律,亦称为动力学基本定律。,第一定律 任何质点如不受力作用,将永 远保持其静止或匀速直线运动状态。,该定律还定义了惯性参考系。因为该定律涉及到了静止和匀速直线运动,
3、也就很自然涉及了参考系。,牛 顿 定 律,第二定律 质点作用时将产生加速度,加速度的方向与作用力的方向相同,其大小则与力的大小成正比,与质点的质量成反比。,即质点的质量与其加速度的乘积等于作用在此质点上诸力的合力。 该定律表明, 质量是质点惯性的度量。,如果在质点上同时作用了几个力,该质点所产生的加速度则取决于这些力的合力的大小和方向。上式可以改写为,第三定律 任何两个质点间的相互作用力总是大小相等,方向相反,沿着同一直线,且分别作用在这两个质点上。该定律也称为作用与反作定律。,该定律说明两个质点不论是静止平衡的,还是运动的,它们之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反。,牛顿定律所给出的
4、结论只有在惯性参考系才是正确的。,惯性参考系:以太阳为原点,三个坐标轴指向三个恒星的日心参考系是惯性参考系。,如果在地球的引力场内,研究人造地球卫星、大气流动、洲际导弹等等的机械运动,忽略掉地球公转的加速度,只考虑地球自转的影响。选择以地心为原点,三个坐标轴指向三个恒星的地心参考系是惯性参考系。,惯性参考系,如果只限于地球表面及其邻近范围的机械运动,对于绝大多数的工程问题来说,研究对象的加速度一般都要比地球自转而使之产生的附加的加速度大很多,倘若要求的精度不很高,为了计算简便,可选择地面参考系。忽略掉地球自转,选择地球参考系为惯性参考系。地球参考系有时也叫地面参考系。 如不特别指明,均采用地球
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