機械力學

緒論

曲線運動

功與能

動力學基本定律及運用

力學與生活

同片面力系

力偶

力的分解與合成

重心

同平面各種力系之平衡

摩擦

直線運動

力的可傳性

力學的種類

1.古典力學(應用力學、材料力學)
2.流體力學
3.電動力學
4.統計力學
5.量子力學

適用於鋼題體,會改變內效應

在力的求解過程中,為了計算的方便,所們經常需要將不與座標軸相平行的力(F),分解成二個與座標軸相平行的分力(Force components)Fx與 Fy,這個步驟就是所謂力的分解。

圖解法將力分解成水平分力(Horizotal component)與垂直分力(vertical component)後,再以代數法求得合力的大小(magnitute)。

一對大小相等、方向相反及作用線不在同一直線上的二平行利稱為利偶

在平衡狀態下,物體所受之合力等於0,合力矩也等於0。

線的形心之求法

面的形心之求法

多質點系統的重心之求法

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擷取

摩擦定律

摩擦角與靜止角

摩擦的種類

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(1) 靜摩擦力:物體由靜止到開始運動前,接觸面間所產生的摩擦力,稱為靜摩擦力;如右圖中,AB線段部分所對的摩擦力。

(2) 最大靜摩擦力:物體剛由靜止開始運動的瞬間,接觸面所產生的摩擦力,稱為最大靜摩擦力,如右上圖中,B點所對的摩擦力。

(3) 動摩擦力:物體在運動中,接觸面間所產生的摩擦力,如上圖中,CD線段部分所對的摩擦力。

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a.摩擦力予接觸面之面積大小無關,但與接觸面之性質有關。

b.摩擦力與正壓力成正比,但摩擦係數不因正壓力之增減而變化。

c.動摩擦係數小餘最大靜摩擦係數。

d.改變運動方向,會增大摩擦力。速度極高,則動摩擦係數越小。

f.溫度之變化對摩擦力之影響甚小。

摩擦角φ:物總反力R(正壓力N與最大靜摩擦力F'兩者之合力)與正壓力N之夾角φ,稱為摩擦角(angle of friction)


靜止角θ:物體靜置於一傾面上,如斜面傾協角逐漸增加至θ,斜面上之物體開始下滑,則θ角定義為靜止角。

運動的種類

鉛質拋體運動

速度與加速度

直線運動、曲線運動、等速運動、變速運動

速度:物體在單位時間內的位移。即位移對時間的微分。速度包含大小和方向兩個元素。其中「大小」叫做「速率」。但速度與「位置」無關,等速運動中,不管位置在哪裡,其速度不變,都是同ㄧ個值,因為其大小和方向皆相同。

加速度:物體在單位時間內速度的變化。即速度對時間的微分。加速度也包含大小和方向兩個元素,也與位置無關。

鉛質上拋運動鉛質下拋運動

角加速度

拋物體運動

曲線運動

曲線運動是指運動軌跡為曲線的運動。當物體運動的的速度與其所受到的合外力不在同一直線上的時候,物體便做曲線運動。典型的曲線運動有:平拋運動、斜拋運動、圓周運動等。勻速運動也是一種曲線運動。

角加速度是角速度隨時間的變化率。在國際單位制中,單位是「弧度/秒平方」,通常是用希臘字母α來表示。

一物體在某一高度,沿水平方向以一初速度拋出一物體者,稱為 水平拋物體運動。

滑輪

向心力與離心力

牛頓運動定律

牛頓第一運動定律是『慣性定律』,除非物體有受到外力,要不然保持靜止的物體,會一直保持靜止;沿一直線作等速度運動的物體,也會一直保持等速度運動。 牛頓第二運動定律也稱『運動定律』,當物體受外力作用時,會在力的方向產生加速度,其大小與外力成正比,與質量成反比。

滑輪是其中一種很常見的簡單機械,即是在可繞着中心軸旋轉的圓輪邊上綑上繩子,透過拉動繩子去牽拉圓輪,就可以更方便地搬動物件。

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以月球繞地球來說:

地球對月球的吸引力是向心力

月球對地球的吸引力是離心力

能量不滅定律

功率極其單位

功及其單位

功之單位係結合了力與位移之單位而成,當力的單位為牛頓(N), 位移的單位為公尺(m),則功的單位即為牛頓-公尺(N-m)。 而牛頓-公 尺又稱為焦耳(J),這是為了紀念英國物理學家焦耳(James Joule, 1818-1889)所制定的單位。

單位 功率是能量除以時間。 國際標準制的功率單位是瓦特(W),等於一焦耳每秒。 其他功率單位包括爾格每秒(erg/s)、馬力(hp)、公制馬力及英尺-磅力每分。

熱力學(thermodynamics)是專門討論各種形式的能相互轉換的學問,其中有三大定律。熱力學第一定律說:能在各種形式間轉換時其總量不變。這個定律又稱為能量不滅定律。