理论力学(Theoretical Mechanics)是研究物体机械运动一般规律的科学。作为经典力学的核心分支,它为物理学和工程技术奠定了坚实的理论基础。本课程系统介绍静力学、运动学和动力学三大部分,培养学生运用力学原理分析和解决工程实际问题的能力。
理论力学是工科院校机械、土木、航空航天等专业的核心技术基础课程,具有承上启下的重要作用:
本课程共分为十四章,系统覆盖理论力学的完整体系:
研究物体在力系作用下的平衡条件及其应用。
从几何角度研究物体的运动规律,不涉及力和质量。
研究物体的运动与作用力之间的关系。
理论力学不是单纯的公式推导,每个定理和公式都有其深刻的物理意义。学习时应:
理论力学大量运用矢量代数、微积分、微分方程等数学工具:
理论力学学习离不开大量习题练习:
建议学习过程中绘制知识框架图:
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| $F$ | 力 | N (牛顿) |
| $m$ | 质量 | kg (千克) |
| $a$ | 加速度 | m/s² |
| $v$ | 速度 | m/s |
| $r$ | 位置矢量 | m |
| $\omega$ | 角速度 | rad/s |
| $\alpha$ | 角加速度 | rad/s² |
| $J$ | 转动惯量 | kg·m² |
| $p$ | 动量 | kg·m/s |
| $L$ | 动量矩 | kg·m²/s |
| $T$ | 动能 | J (焦耳) |
| $W$ | 功 | J (焦耳) |
| $t$ | 时间 | s (秒) |
| $g$ | 重力加速度 | 9.8 m/s² |
$$\vec{F}_R = \sum \vec{F}_i$$
$$\vec{M}_O = \vec{r} \times \vec{F}$$
$$\sum F_x = 0, \quad \sum F_y = 0, \quad \sum M_O = 0$$
$$\vec{v} = \frac{d\vec{r}}{dt}, \quad \vec{a} = \frac{d\vec{v}}{dt} = \frac{d^2\vec{r}}{dt^2}$$
$$v = \dot{s}, \quad a_\tau = \ddot{s}, \quad a_n = \frac{v^2}{\rho}$$
$$\vec{v}_a = \vec{v}_e + \vec{v}_r$$
$$\vec{a}_a = \vec{a}_e + \vec{a}_r + \vec{a}_C, \quad \vec{a}_C = 2\vec{\omega}_e \times \vec{v}_r$$
$$\vec{F} = m\vec{a}$$
$$\frac{d\vec{p}}{dt} = \vec{F}^{(e)}, \quad \vec{p} = \sum m_i\vec{v}_i$$
$$\frac{d\vec{L}_O}{dt} = \vec{M}_O^{(e)}$$
$$T_2 - T_1 = \sum W_{12}$$
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本页面最后更新: 2024年2月