2.1:描述运动的两种方法
一个物体所有的运动形式可看成物体随时间改变自己的位形
位形的变换是由其内在规律决定的
研究内在规律一般步骤
1.认识把握表象特征
2.建立适当的数学工具去精确描述这些特征
所以这里涉及我们该如何描述物体的运动,力学中有这两种方法
1.拉格朗日方法:随体方法,研究物体中各个质点运动状态,
达到对物体整体运动的了解
2.欧拉方法:不随体,通过各个空间局部位置上的研究达到
对整个介质的了解
2.2:物体运动特征量
1.矢径:在一个确定坐标系中表示物体位置的固定矢量,通常是时间t的函数
r
⃗
=
r
⃗
(
t
)
\vec r=\vec r(t)
r=r(t)
显然,这个矢径描述的是整个运动过程中,质点的位置变化规律,也就是运动方程
2.轨迹:动点在空间走过的路程,轨迹方程通常为运动曲线方程
3.位移:
Δ
r
⃗
=
r
⃗
(
t
+
Δ
t
)
−
r
⃗
(
t
)
\Delta\vec r=\vec r(t+\Delta t)-\vec r(t)
Δr=r(t+Δt)−r(t)
∣
Δ
r
⃗
∣
=
˙
Δ
s
|\Delta \vec r| \dot= \Delta s
∣Δr∣=˙Δs
动点在瞬时t的速度 v ⃗ = d r ⃗ / d t \vec v=d\vec r/dt v=dr/dt
动点在瞬时t的加速度 a ⃗ = d 2 r ⃗ / d t \vec a = d^2 \vec r/dt a=d2r/dt
4.牛顿运动定律:
d
(
m
r
⃗
)
/
d
t
=
F
⃗
d(m\vec r)/dt =\vec F
d(mr)/dt=F
F
⃗
=
m
a
⃗
\vec F=m\vec a
F=ma
独立作用原理:在多个力作用下,牛顿运动定律形式:
m
a
⃗
=
m
∑
i
=
1
N
a
i
=
∑
i
=
1
N
F
⃗
i
m\vec a = m \sum_{i=1}^N a~i~=\sum_{i=1}^N \vec Fi
ma=mi=1∑Na i =i=1∑NFi
5.力、冲量、功
冲量:有限时间间隔(t2-t1)内,变力F对时间的积累效果
S ⃗ = ∫ t 1 t 2 F ⃗ d t \vec S=\int_{t1}^{t2}\vec F dt S=∫t1t2Fdt
功:物体由A到B的运的过程中,力F作用的积累效果
W
=
∫
A
B
⌢
F
⃗
d
r
⃗
W=\int_{\overset{\frown} {AB}} \vec Fd \vec r
W=∫AB⌢Fdr
W为F在轨迹AB上对物体所作的功
5.质量、动量、动量矩、动能
物体的动量:表征物体传递机械运动能力的物理量
P
⃗
=
m
v
⃗
\vec P=m\vec v
P=mv
微分形式动量定理:
d
(
m
v
⃗
)
=
F
⃗
d
t
d(m\vec v)=\vec F dt
d(mv)=Fdt
积分形式动量定理:
∫
v
⃗
o
v
⃗
d
(
m
v
⃗
)
=
∫
t
0
t
F
d
t
\int_{\vec vo}^{\vec v} d(m\vec v)=\int_{t0}^{t}Fdt
∫vovd(mv)=∫t0tFdt
物体的动量矩:表征转动物体传递机械能运动能力的物理量
动量矩定理:
d
(
r
⃗
)
d(\vec r )
d(r)