学习物理静力学的意义?静力学有什么用?
(2017-11-18 14:07:44)
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静力学静力学应用 |
分类: 方法论 |
静力学是什么?
静力学是研究物体怎样的情况下会处于静止状态,而物体的静止与其受外力相关,物体静止的条件:1.初速度为0;2合外力为0
;3.合外力矩,外力是指划定物体范围后
在受力物体外部的物体作用于该物体上的力,划定物体范围在进行物体受力分析时是很重要的,通常有整体法和局部法。
如何划定物体范围即选定受力分析的对象?
受力分析首先要做的便是选定受力物体,受力物体的选择原则一般是选择块状物体,各种物理题目中常说的某某物块 小球
小车,这些块状物体通常选作受力物体进行分析,而那些施力物体都是规定的那些线 杆 地面
地球等,其实施力物体总是这几种,它们不适合选作受力物体。物块是受力物体,与物块相接触的物体(绳 杆
地面等)都是其施力物体,地球施加重力比较特殊,这个属于非接触便可对物体施加作用力的情况,与地球重力类似的还有磁力。
学习静力学的意义? 静力学有什么用?
有人会说学习静力学有啥用,感觉什么用处都没有?
我想说的是学习静力学非常有必要,静力学的用途很广泛。保持物体静止是很普遍的需求,机器需要固定在某个位置才能安全稳定的工作,茶杯需要平稳的放在桌面上,电视机里的电器元件需固定在电路板上,固定即让其相对静止
这样能减少物体因为运动而碰撞造成的损害,而且各物品都是要在某种静止状态下才能保证其功能的发挥的,比如一台搅拌机若是不加以固定,机器运转起来时会晃动,这样很不安全
而且根本无法发挥其搅拌功能了。可见研究物体静止条件的静力学是十分有用的,掌握静力学就可以对目标物体进行合理的施加作用力,从而让其在目标位置静止
以达到应有的功能。
要是物体能够在复杂变化的环境下保持静止。
在某天将一根电线杆插入地面,不做什么支撑,它是静止的,那么是不是就说这根电线杆已经立好了 可以长久不倒
保持树立的静止状态呢?当然是no,保持物体静止是要使其能够在复杂变化的环境中依然保持原样静止,环境总是多变的,刮风下雨
被人推拉等外力作用都是会经常出现的,没有支撑的电线杆在平静的环境下是静止的,但是遇到刮风下雨可能就会倒下来了,虽然其倒地后恢复了静止状态,但此时的静止已经不是能够发挥其功能的那个树立的静止状态了。可见,应保证物体能够在复杂变化的环境下保持静止是很重要的。
如何施加作用力使物体能够在复杂变化的环境中保持静止?
前面说了在复杂环境中保持静止很重要,接来了说说如何才能做到这样长久的静止。
物体要在某个位置静止则需要将物体的周围都施加束缚以阻止其向周围运动,减少物体的自由度,假如将目标物体紧紧地包裹在一个固定于地面的容器中,这个物体自由度为0即静止,这样周围都有阻碍的方式可以保持长久的静止,但通常情况下并不需要这样的全面包围束缚,一般只需要在物体前后左右四个方向做些对称的约束即可,比如婚庆的彩虹门立起来时两侧分别绑着2条绳,刮风的时候风是额外的作用力,这些绳子随着风的作用变化着对彩虹门的作用力
以便使其保持原样静止,即使彩虹门会有小幅的晃动,其晃动尺度也在允许的范围内(彩虹门依然树立 不妨碍交通)。
同一静止状态下1个作用力变化会引起其他作用力的变化,其会自动适应。
比如一个物体放到地面上,分别给物体2N 4N 8N的水平力,该物体都在原地不动,根据静止合外力为0可知摩擦力分别为2 4
8,过程中摩擦力会自动随着水平力的变化而变化
以寻求保持原静止状态。但是摩擦力是有个上限值的,假如这里的上限为10N,当施加20N水平力时则摩擦力不会自动变为20N
而是10N,,它只能够提供最大10N的摩擦力,最大摩擦力范围内是自动适应的,超过上限只能提供最大摩擦力,因此此时会运动。
上述例子也可以用来解释绳的自动适应变化的力维持静止 绳断情况。
假如一根绳吊着一个物块,物块保持静止,物块重量在变化,只要保持静止
绳上的力就随着物块的重量增大而增大,绳的内力=物块的重力,但绳能够承受的内力是有上限的,当达到此上限时其提供的力不能再增加,若是继续增加物块重量则会绳断。比如这根绳子有一处有磨损
变得很细,那么这处的最大承受内力就要小于别处,随着内力的上升此处最先达到上限,假如将此处的绳子的微小的一段看成一个受力物体,向上的是最大的可提供的拉力
向下是大于此最大拉力的力,那么此处微段受的合力向下且不为0,则此微段要向下运动,因此要从此微段处断绳。这个地方我并没有搞得很明白,只是发表下自己的理解,也许大概可能是这样
可能我的理解是正确的。
总结:力学是与实际生活关联很大的学科,很多力学知识都是前人从实践中总结的,所以多实践
锻炼动手能力对于学习力学很有帮助,,力学应用无处不在,好好学习力学吧!
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