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機械力學第一章 (1-2 (力的觀念 (牛頓三大運動定律 (第二定律 (物體受外力,若合力不為零,則在合力方向產生一加速度), 第三定律…
機械力學第一章
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1-3
力的可傳性
作用於物體上的力,其 大小 與 方向 不改變,則力可沿其作用線上任意移動,而不改變其外效應,稱之為 力的可傳性 (Principle of transmisibility)。,一外力F作用於物體上之A點,若不改變其大小與方向,此力F可沿其作用線上移至B點或C點,則力對物體所產生之外效應均相同。
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1-6
向量與純量
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純量
又稱標量,是只有大小,沒有方向,可用實數表示的一個量,實際上純量就是實數,純量這個稱法只是為了區別與向量的差別。[1]純量可以是負數,例如溫度低於冰點。與之相對,向量(又稱矢量)既有大小,又有方向。 在物理學中,純量是在座標變換下保持不變的物理量。例如,歐幾里得空間中兩點間的距離在座標變換下保持不變,相對論四維時空中時空間隔在座標變換下保持不變。與此相對的矢量,其分量在不同的座標系中有不同的值,例如速度。純量可被用作定義向量空間
1-4
力的單位
牛頓
牛頓是一個國際單位制導出單位,它是由kg·m·s−2的國際單位制基本單位導出。1牛頓等於要使質量1千克物體的加速度為1 m/s^2時,所需要的力。利用因次分析,因為 F=ma (Force = Mass x Acceleration), 將質量及加速度的單位相乘,即可得到牛頓和基本單位之間的關係。
1-5
力系
當二個或二個以上之力,同時作用於一個物體,可稱為一個力系。一個力系作用於同一物體上,由於各力相互制衡作用,不使其產生任何運動,而其合力及力偶等於零者,即為平衡力系;如各種靜止結構物,雖然有各種外力仍能保持屹立不動者均是。反之,若力系之合力或力偶不為零,為不平衡力系。靜力學所討論之力系,有下列三種: 1.共點力系:當一力系之各力作用線均交於一點,為共點力系。包括平面共點力系和空間共點力系,如圖1及圖2所示。 2.同平面非共點力系:一力系之各力,其作用線位於同一平面上,但各力不交於一點,如圖3所示。 3.非平面非共點力系:一力系之各力不在同一平面上,其作用線亦不在一點上,如圖4所示,亦稱空間力系。 4.平行力系:力系之各力的作用線皆為平行。
1-7
力學的生活
不管人們在日常生活中能覺察到的或不能覺察到的事物,大都應用到力學。小至肉眼無法看到的電子及質子的運動,大至天體運動,現象的分析,需要力學;雄偉壯觀大壩的建造,逢溪架橋,遇出鑿洞,需要力學;太空時代,航行星際,探索宇宙奧祕的太空船的建造及安全的航行,需要力學;研究植物生長的情形,需要力學;人體血液的循環,各種器官機能的分析,需要力學;氣象的預測,需要力學;還有…,真是不勝枚舉,可見無論在物理、化學、生物學、醫學及工程等方面,力學都以各種姿態出現,而且扮演相當重要的角色。
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