第十一章-動力學(xué)基本定律H

艦載飛機(jī)在發(fā)動機(jī)和彈射器推力作用下從甲板上起飛

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題若已知初速度、確定的時間間隔后飛離甲板時的速度，則須要彈射器施加多大推力，或者確定須要多長的跑道。若已知推力和跑道可能長度，則須要多大的初速度和確定的時間隔后才能達(dá)到飛離甲板時的速度。棒球在被球棒擊打后，其速度的大小和方向發(fā)生了變更。假如已知這種變更即可確定球與棒的相互作用力。Fv1v2

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題載人飛船的交會與對接Av1Bv2

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題航空航天器的姿態(tài)限制

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題高速列車的振動問題

工程實(shí)際中的動力學(xué)問題

動力學(xué)涉及的內(nèi)容與重要性

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系統(tǒng)的運(yùn)動軌跡、速度、加速度、角速度、角加速度等描述運(yùn)動的量。

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系統(tǒng)的動量、沖量、動量矩、動能等描述運(yùn)動效應(yīng)的量。

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系統(tǒng)的質(zhì)量與描述運(yùn)動的量和描述運(yùn)動效應(yīng)的量之間的關(guān)系。

動力學(xué)在工程分析與工程設(shè)計中的重要作用

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航空航天、交通運(yùn)輸、高速機(jī)械、軍事工程、體育運(yùn)動等等諸多工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)正常功能的重要分析基礎(chǔ)與設(shè)計基礎(chǔ)。

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高等動力學(xué)、機(jī)械動力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等等新興學(xué)科領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)。

動力學(xué)涉及的內(nèi)容與重要性工程動力學(xué)的演繹方法★依據(jù)探討對象和所探討的問題，經(jīng)過合理的抽象和簡化，建立用于理論分析的模型。★

建立相關(guān)的基本概念?！镆罁?jù)物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的有關(guān)定律和定理，應(yīng)用數(shù)學(xué)分析與演繹，導(dǎo)出與所探討的問題有關(guān)的定理或方程。

動力學(xué)涉及的內(nèi)容與重要性工程動力學(xué)的探討模型廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)包含有限或無限個質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)都具有慣性，并占據(jù)確定的空間；質(zhì)點(diǎn)之間，質(zhì)點(diǎn)與邊界之間，以不同的方式連接，或者附加以不同的約束與物理?xiàng)l件。質(zhì)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是具有確定質(zhì)量而幾何形態(tài)和尺寸大小可以忽視不計的物體。剛體：是質(zhì)點(diǎn)系的一種特殊情形，其中隨意兩個質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變。廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)m1m2mimnm1m2mimnm1m2mimn自由質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)非自由質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)－質(zhì)點(diǎn)之間剛性連接非自由質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)－質(zhì)點(diǎn)之間彈性連接工程動力學(xué)的探討模型

連續(xù)質(zhì)點(diǎn)系－具有無窮多個自由度的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。

離散質(zhì)點(diǎn)系－具有有限多個自由度的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。m1m2mimn廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)工程動力學(xué)的探討模型封閉質(zhì)點(diǎn)系－既無外部質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入，又無內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)流出的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。開放質(zhì)點(diǎn)系－有質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入或流出，或者二者兼而有之的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。m1m2mimnm1m2mimn廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)工程動力學(xué)的探討模型開放質(zhì)點(diǎn)系－有質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入或流出，或者二者兼而有之的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)工程動力學(xué)的探討模型簡潔剛體系統(tǒng)－由1、2個剛體組成，每個剛體都作二維運(yùn)動，或者單個剛體作三維運(yùn)動。多剛體系統(tǒng)－由作大范圍相對運(yùn)動的多個相互約束的剛體組成的系統(tǒng)。廣義的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)工程動力學(xué)的探討模型§11-1動力學(xué)的基本定律★第確定律（慣性定律）★其次定律（力與加速度之間的關(guān)系的定律）★第三定律（作用與反作用定律）牛頓及其在力學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)牛頓誕生于林肯郡伍爾索樸城的一個中等農(nóng)戶家中。在他誕生之前父親即去世，他不到三歲時母親改嫁了，他不得不靠他的外祖母養(yǎng)大。1661年牛頓進(jìn)入了劍橋高校的三一學(xué)院，1665年獲文學(xué)學(xué)士學(xué)位。在高校期間他全面駕馭了當(dāng)時的數(shù)學(xué)和光學(xué)。1665-1666的兩年期間，劍橋流行黑熱病，學(xué)校短暫停辦，他回到老家。這段時間中他發(fā)覺了二項(xiàng)式定律，起先了光學(xué)中的顏色試驗(yàn)，即白光由7種色光構(gòu)成的試驗(yàn)，而且由于一次躺在樹下看到蘋果落地起先思索地心引力問題。在30歲時，牛頓被選為皇家學(xué)會的會員，這是當(dāng)時英國最高科學(xué)榮譽(yù)?！锱ｎD在光學(xué)上的主要貢獻(xiàn)是發(fā)覺了太陽光是由7種不同顏色的光合成的，他提出了光的微粒說?！锱ｎD在數(shù)學(xué)上的主要貢獻(xiàn)是與萊布尼茲各自獨(dú)立地獨(dú)創(chuàng)了微積分，給出了二項(xiàng)式定理?！锱ｎD在力學(xué)上最重要的貢獻(xiàn)，也是牛頓對整個自然科學(xué)的最重要貢獻(xiàn)是他的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。這本書出版于1687年，書中提出了萬有引力理論并且系統(tǒng)總結(jié)了前人對動力學(xué)的探討成果，后人將這本書所總結(jié)的經(jīng)典力學(xué)系統(tǒng)稱為牛頓力學(xué)。§11-2質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動微分方程

直角坐標(biāo)形式

弧坐標(biāo)形式§10-3質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的兩類基本問題

動力學(xué)第一類問題－已知系統(tǒng)的運(yùn)動，求作用在系統(tǒng)上的力。動力學(xué)其次類問題－已知作用在系統(tǒng)上的力，求系統(tǒng)的運(yùn)動。FNa例題1

已知：P，

。求fmin。解:（1）取物塊為探討對象PFa（2）探討對象受力分析（3）探討對象運(yùn)動分析

（4）

列方程求解求知量yx例題2

已知：m,l,v0.求Fmax.。O1Ov0Fmgv解:取物塊為探討對象動荷系數(shù)例題3求其次宇宙速度.。解:取衛(wèi)星為探討對象xROF要實(shí)現(xiàn)脫離地球引力作宇宙飛行，條件是：如何確定地球同步衛(wèi)星的軌道高度？xROFOxmkxl0stFmg例題4

求：鋼絲繩的