1.1.1 课程介绍在线视频

同学们大家好

今天呢 我们开始学习一门新的课程

叫力学与生活

首先呢 我们给大家介绍一下

这一门课程的内容

叫力学与生活

在这一块 我们首先得了解力学的概念

还要解了生活的概念

第一个问题就是我们给大家来先介绍一下

力学的概念

那么 要了解力学首先

得知道力是什么

我们这一块儿给力下的定义是

力是物体之间

相互的机械作用

那么呢 提到力的时候呢 一定要注意

每一个力都涉及到了两个物体

一个呢 是施加力的物体

我们称之为施力体

还有一个呢 是接受力的物体

我们成为受力体

这是力的定义

第二个我们需要来了解一下

力的效应

就是力作用在物体上的时候产生的效果

那么力的效应了我们分为

力的内效应

和力的外效应

而力的内效应 我们又称之为

变形效应

也就是当一个力

作用在一个物体上的时候呢

会使物体的形状

和尺寸发生改变

这种效应 就称为变形效应

或者叫内效应

另外 力还有一个效应 叫外效应

所谓外效应就是

使物体的运动状态

发生改变

也就是说 使物体来获得一定的加速度

这个是力的内效应和外效应

而下面一个问题 就是我们给力学下一个定义

那么力学的这个定义

随着历史的发展 不停地在演变

我们现在最新的 力学的定义

是2009年五月份

在十二五力学学科发展规划里面

几十位

这个专家院士

坐在一起花了

四五天的时间

给力学下了一个

比较准确的定义

我们在这儿看一下就可以了

他说 力学是关于力

运动和变形的科学

也就是这一块儿 就涉及到力

还有力的这一个作用效果

那么

是研究自然界和工程中复杂介质的

宏观和微观的力学行为

揭示机械运动及其与物理化学生物过程的相互作用的规律

另外

这是构成人类科学知识体系的

重要组成部分

这是呢 我们首先呢

给力学这个了解一下了力学的来定义

而第二个问题就是我们给大家

介绍一下 就是力学的这一个属性

那么力学呢 有下面三个属性

第一个就是力学是自然科学的主要组成部分

的主要组成部分之一

第二个

力学是众多应用科学

特别是工程学科的基础

我们几乎所有的工程学科

都是以力学

作为基础的

还有力学的定量建模方法

这一个 还广泛应用到了经济

金融

管理

等这一个 学科领域

这是力学的属性

第三个问题就是我们给大家介绍一下生活

而实际生活 我们这一块给她下的定义就是

人类为生存

发展而进行的各种活动的总称

就是包括两个内容

要生存所进行的活动

还有一个为了发展

而进行的活动

各种活动的总称

我们称之为生活

第四个问题就是我们这一个课程的含义

那么 就是力学与生活

那么我们这一块要求大家

第一个掌握基础的力学知识

就是力学基础知识是需要掌握的

第二个就是用力学的知识解释

或者理解

生活中的一些力学问题

第三个就是用所学的力学知识

解决生活中

所遇到的问题

那么主要就两个含义

一个是解释理解

还有一个呢 是解决

下面我们给大家举一下 就是力学与生活中的

一些案例就到底什么样的生活问题

会出现 就是涉及到力学相关的问题

我们在这一块看一看

这是一个建筑工地

他的脚手架

由于这个搭载的原因或者

受力的原因

使这个 脚手架坍塌了

而这一块儿涉及到我们力学 是什么问题呢

就是压杆稳定的问题

那么 压杆稳定就是 其中某一个杆件

由于承受的轴向压力过大

使得它失稳

那个杆件失稳之后会导致整个结构的坍塌

产生压杆稳定问题 这是第一个案例

第二个案例 我们说的是这一个

桥梁

它的坍塌问题

实际上 这一个问题

就比较复杂了

我们说 桥梁的坍塌

有可能啊 是这个桥梁就是这个桥面

这一块的发生坍塌

如果说这一块就像我们这一个人站在这上面一样

它如果说出现问题的话

就这一块 可能会发生断

那么断的话 这一块儿就属于弯曲问题

属于材料力学的问题

当然 我们这一个桥梁的坍塌

从我们这个看

不是桥面本身发生了断裂

而是了这个桥墩出现了问题

而桥墩出现的问题的是什么呢

这个水流在流过这一个桥墩的时候呢

使这个桥墩的这个地基

发生了松动 然后导致了这个桥墩的失稳

最后呢 导致了整个桥面的坍塌

所以说 任何一个问题

很可能会涉及到

多方面的力学知识

比如说这一个桥墩

出现这个问题

有可能是人为破坏的

也有可能说河流的

自然冲刷所造成的

下面呢 我们再看一下生活中的一个常见的问题

就是我们每一个人

都会用这一个

纸盒子装着牛奶往这个玻璃杯里面去倒

那么 如何去倒呢

我们经常 可能有两种倒的方法

一种就是这一种

还有一个呢 是这一种

当这种

倒的时候呢 大家注意一下 就是说会发生了这个不稳定的

噗通噗通的这种流动导致了这个牛奶

溅出来 为什么会出现这个问题呢

那就是因为这一块儿往出倒牛奶的时候

这个空气会往里头走

两个之间呢 我们说发生了一些

相互的作用

最后导致了这一块的流动不稳定

而他用这种方式倒的时候呢大家注意一下

这一块倒的同时空气 从上方

我们说

第二种就是当用这种方式 倒的时候空气会从上方进去

那么底下稳定的流动

这种种呢 我们说呢 就是比较合理的

还有一个就是汽车 比如说我们开汽车的时候呢

这个汽车的这个起步问题

那么汽车起步的时候呢 涉及到许许多多的力学问题

我们这一块介绍两个

就是汽车要启动第一个就是

我们地面要给这个轮胎

提供足够的向前的摩擦力

才能使汽车

获得向前的加速度动起来

第二个问题 就是我们刚学车的时候

可能汽车在开始启动的时候来

转速由零开始逐渐的增加

在增加的过程中呢 车体会发生

比较大的这一个振动

而振动的时候呢？我们刚学车的人

会产生一些不安

最后导致了熄火

实际上呢 这一种比较大幅度的振动

就是我们力学里边的机械振动里边的共振问题

这是呢 我们说了在后边呢 我们再给大家来介绍

大家看这样一个标志

这是由英国的最早的一个铁桥

桥头上了 有个这个

标识牌

这个标识牌 它的内容是什么呢

有的骑士指挥官

就是要指导他的这个队伍

便步走

不要整齐的走

那么 这是有原因的

如果说我们迈着整齐的步伐 一二一

然后会在这个桥梁上

产生这个同频率的这种振动

如果说这个同频率的这个力

和桥的固有频率了 刚好一致

会发生共振

那么 共振之后会导致这个桥梁的坍塌

而这一个有

许许多多的

案例发生 所以说来才会在这个桥头上

有这样一个提示

另外就是我们在航空工程或者航天工程里面

涉及到许许多多的了 这个呢

力学问题

比如说这是

航天飞机

在发射的过程中

那么这个时候呢 这底下是火箭上面是

航天飞机 那么这时候呢 从发射开始

一直到升入空中

那么这时候还有许许多多的

这个航天飞机包括火箭的这个本身

会和这个空气发生相互作用

这个作用 我们说就是

这个 流体动力学的问题需要解决 另外 在发射的过程中呢 我们说了

燃料的燃烧

给这个火箭 有足够的这个

推进力 那么这一块

用到了 我们理论力学里边

动量定理

来解决问题

还有这一块儿是卫星

在这一个轨道上的运行

我们知道 卫星运行的时候呢

轨道一般都是椭圆

但是呢 我们也知道由牛顿的万有引力定律我们知道

卫星在不同的位置的时候

会受到其他一些星体的引力

而这一个引力 我们说会使这个轨道 发生偏移

那么 这就是我们力学里边儿讲的

摄动

那么 如何解决这个问题呢

我们也是要花

大量的时间的

那么 这就是我们这一讲所要讲的内容