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[!--downpath--]學習熱學課程理論熱學應當是第一門,由此可知它的重要性和基礎性。筆者結合自己短暫的工作經歷,重新拿起哈師大第六版的《理論熱學》,努力羅列舉有用的知識,其實也難免說點理論。理論熱學主要分為三塊內容:靜力學、運動學、動力學。
研究對象|質心、質點、質點系
以上三個熱學模型,是完全不一樣的,不過可以嘗試統一上去,例如可覺得質點是特殊的質心,或則質心是特殊的質點系,但顯然這只是理論抒發上的須要。從應用層面來說,讀者卻無需這樣分類,只需曉得,靜力學的研究對象是質心,運動學的研究對象是質點和質心二力平衡公理內容,動力學的研究對象是質點、質點系以及質心。
公理|靜力學
公理,常年的經驗總結,反復的實踐驗證,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,這么產生的理論體系必然能經得住考驗,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)。
轉矩和力的關系是,扭力似乎來始于力,但和力早已不是一個數學量,各有各的特征和性質,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,若果執念于出身一樣二力平衡公理內容,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。應當說,識時務者為俊杰。
質心,作用在質心上的兩個力,大小相等,方向相反,但不共線。其最大特征是對所有點的轉矩都一樣,質心矩不變。
抒發|點的運動學
矢量抒發(數學意義強):
直角座標系表示(估算便捷):
自然座標系表示(直接直觀):
質心|定軸轉動
拐角函數:
角速率:
角加速度:
質心上各位置的運動參數如下。
速率:
切線加速度:
法向加速度:
(質)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,可以發覺,相對加速度只反應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運動,就存在科氏加速度。如因為月球自轉的影響,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的,與月球自轉無關。
平面運動|質心
平面運動可取任何基點分解為平移和轉動,其中平移的速率和加速度與基點選擇有關,而繞基點轉動的角速率和角加速度與基點的選擇無關。
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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。對于求平衡結構的支座反力,結構既然平衡了,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,則表明幾何關系是不變的。
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