理论力学在实际生活中的应用

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1、拉链？你怎么看？！陀螺？生活实例2前言1总结4理论解释3前言理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科，也称经典力学。是力学的一部分，也是大部分工程技术科学理论力学的基础。其理论基础是牛顿运动定律，故又称牛顿力学。20世纪初建立起来的量子力学和相对论，表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况，也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。对于速度远小于光速的宏观物体的运动，包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动，都可以用经典力学进行分析。生活实例一拉链拉链的链牙有大小之分，齿形也各有不同，但同一拉链左右两边的链牙一定是大小相同的。拉链头造型富于变化，既可作拉手，又

2、可作装饰。拉链头还可作为保险，当拉链拉合后不会自动滑开。拉链的工作原理很简单，即两条拉链带通过拉头的作用，使其能随意的拉合或拉开，或者说是随意的锁住与打开。理论解释每一个齿都是一个小型的钩，能与挨着而相对的另一条布带上的一个小齿下面的孔眼相匹配。这种拉链很牢固，只有滑动器滑动使齿张开时才能拉开。相配的两条链牙带，通过拉头的作用可以随意的拉合或拉开。当拉头向前移动时，两条链牙带上的链牙脚因拉头内腔闭合角的形状限制，受到推挤，从而互相有规则的啮合，这就形成了拉链的闭合状态。当拉头拉至拉链的顶点时，因上止合拢后的宽度大于拉头内腔最狭处的宽度，而对拉头起了限位的作用，使拉头不至于从链带上脱落下来，当拉

3、头向后拉时，由于拉头内腔拉体柱的两侧柱面组成的劈开角(二面角)的作用把链牙的牙锋与牙谷逐个分开，使两条链牙带分离。拉头拉至链的底部时，因下上止(也叫上下码)的宽度大于拉头内腔口部的宽度而起限位的作用，使拉头不至於从链带上脱落。斜面原理早在西元前2500年埃及人建金字塔时，即使用斜面来移动巨大石块。虽斜面已被人使用数世纪之久，直到1586年时斯蒂文才提出理论上的说明，当一物体沿一光滑斜面向上推时，将其提高到斜面顶端所需的力是F=wh/d，其中F是平行於斜面方向施加於物体的外力，W是物重，h足斜面的高度，d是斜面长度。斜面减少了提高物体所需之外力，因斜面具有机械利益，即d/h比值。斜面越平缓，机械

4、利益越大。拉链也是斜面应用的一种，斜面使拉拉链的微小力量转换成足以分合链齿的强大力量。推广盘山公路螺旋千斤顶“阿基米德举水螺旋”的扬水机生活实例二陀螺定义：绕质量对称轴高速旋转的定点运动刚体结构特征：有质量对称轴.运动特征：绕质量轴高速转动（角速度大小为常量）。动力学特征：陀螺力矩效应，进动性，定向性。进动性是陀螺仪在外力矩的作用下的运动特征，然而陀螺仪是一个定点转动的刚体，因而，它的运动规律必定满足牛顿第二定律对于惯性原点的转动方程式,即定点转动刚体的动量矩定理.进动本为物理学名词，一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动。进动(precession)是自转物体之

5、自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又可称作旋进。理论解释陀螺绕起对称轴以角速度w高速旋转，如右图对固定点O，它的动量矩L近似（未计及进动部分的量矩）表示为式中J为陀螺绕其对称轴Z0的转动惯量，为沿陀螺对称轴线的单位矢量其指向与陀螺旋转方向间满足右螺旋法则作用在陀螺上的力对O点的力矩只有重力的力矩M0(P)，其大小为M0(P)=(b为o点到转动物体质心的距离，m为物体的质量)理论解释按动量矩定理有，在极短的时间dt内,动量矩的增量与M0(P)平行，也垂直于L,见上图。这表明，在时间dt内，陀螺在重力矩M0(P)作用下，其动量矩L的大小不变，但L是矢量（还有陀螺的对称轴线）绕直轴Z转过了dθ（即图中的

6、dF）角，这样的运动就是上面说的进动。事实上由于：而且故有可以得到公式：若陀螺自转角速度保持不变，则进动角速度也应保持不变，实际上由于各种摩擦阻力矩的作用，将使不断的减小，与此同时，进动角速度也将增大，进动将变的不稳定。对于上述分析只适应于自转角速度比进动角速度大的多得情况。而且可以得到结论陀螺原理玩过陀螺的人都知道，要让陀螺立起来，必须不断地用外力抽打，一旦失去外界力量的帮助，陀螺很快就会倒下来。陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆

7、动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理差不多。其中不同的是，一个是作直线运动，一个是作圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时，在重力偶作用下，不沿力偶方向翻倒，而绕道支点的垂直轴作圆锥运动的现象，就是陀螺原理。陀螺效应定义：就是旋转着的物体具有像陀螺一样的效应。陀螺有两个特点进动性和等轴性。当高速旋转的陀螺遇到外力时，它的轴的方向是