摘要：力學(xué)是一門獨立的基礎(chǔ)學(xué)科，是有關(guān)力、運動和介質(zhì)(固體、液體、氣體是撒旦和等離子體)，宏、細、微觀力學(xué)性質(zhì)的學(xué)科，研究以機械運動為主，及其同物理、化學(xué)、生物運動耦合的現(xiàn)象。力學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，同時又是一門技術(shù)學(xué)科。它研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運動的關(guān)系。力學(xué)可粗分為靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三部分，靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜止問題;運動學(xué)只考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關(guān)系;動力學(xué)討論物體運動和所受力的關(guān)系。現(xiàn)代的力學(xué)實驗設(shè)備，諸如大型的風(fēng)洞、水洞，它們的建立和使用本身就是一個綜合性的科學(xué)技術(shù)項目，需要多工種、多學(xué)科的協(xié)作。

　　關(guān)鍵詞：力學(xué),機械運動,物理論文范文

　　力學(xué)是研究物質(zhì)機械運動規(guī)律的科學(xué)。自然界物質(zhì)有多種層次，從宇觀的宇宙體系，宏觀的天體和常規(guī)物體，細觀的顆粒、纖維、晶體，微觀的分子、原子、基本粒子。通常理解的力學(xué)以研究天然的或人工的宏觀對象為主。但由于學(xué)科的互相滲透，有時也涉及宇觀或細觀甚至微觀各層次中的對象以及有關(guān)的規(guī)律。 力學(xué)又稱經(jīng)典力學(xué)，是研究通常尺寸的物體在受力下的形變，以及速度遠低于光速的運動過程的一門自然科學(xué)。力學(xué)運動，是物質(zhì)在時間、空間中的位置變化，包括移動、轉(zhuǎn)動、流動、變形、振動、波動、擴散等。而平衡或靜止，則是其中的特殊情況。物質(zhì)運動的其他形式還有熱運動、電磁運動、原子及其內(nèi)部的運動和化學(xué)運動等。 力是物質(zhì)間的一種相互作用，機械運動狀態(tài)的變化是由這種相互作用引起的。靜止和運動狀態(tài)不變，則意味著各作用力在某種意義上的平衡，因此，力學(xué)可以說是力和(機械)運動的科學(xué)。 力學(xué)在漢語中的意思是力的科學(xué)。漢語“力”字最初表示的是手臂使勁，后來雖又含有他義，但都同機械或運動沒有直接聯(lián)系。“力學(xué)”一詞的英語是mechanics(源于希臘語μηχανη──機械)。在英語中，mechanics是一個多義詞，既可釋作“力學(xué)”，也可釋作“機械學(xué)”、“結(jié)構(gòu)”等。在歐洲其他語種中，此詞的語源和語義都與英語相同。漢語中沒有同它對等的多義詞。mechanics在19世紀50年代作為研究力的作用的學(xué)科名詞傳入中國時，譯作“重學(xué)”，后來改譯作“力學(xué)”，一直使用至今。“力學(xué)的”和“機械的” 在英語中同mechanical，而現(xiàn)代漢語中“機械的”又可理解為“刻板的”。這種不同語種中詞義包容范圍的差異，有時引起國際學(xué)術(shù)交流中的周折。例如機械的(mechanical)自然觀，其實指用力學(xué)解釋自然的觀點，而英語mechanist是指機械師，不是指力學(xué)家。

　　在一個非常偶然的機會里,我發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象:一個竹竿在四個放向都受到力的作用下,竟能保持固定狀態(tài)。于是,我對此產(chǎn)生了一系列的思考,“為什么那個竹竿不會傾倒呢?”“究竟是什么保持了竹竿的固定狀態(tài)呢?”“如果只有三個方向受到了力的作用,竹竿還能保持固定狀態(tài)嗎?”

　　對于這些問題,我們可以這樣去理解:一步一步去分析竹竿各部分所受到的幾個重要的力,然后去各個擊破。(1)竹竿的底部受到的哪個比較重要的力的作用?在這個現(xiàn)象中,研究的是力和固定的關(guān)系,所以,我們應(yīng)該排除竹竿嵌在土壤中的這種可能性(在實際現(xiàn)象中也沒有)。如果說有這種可能性,那么我們的探索思路就可以到此結(jié)束了。但是我們今天的“四方受力與固定的關(guān)系”可沒有那么簡單。排除以上“竹竿嵌于土”這種可能性后,我們可以對竹竿的末端進行力學(xué)受力分析。我們可以從受力分析中得出一個重要的力———摩擦力。我們可以想象一下,如果人的腳底和地面之間缺少一個阻礙相對運動的力,那么就會產(chǎn)生一個怎么樣的后果呢?是不是我們連走路也走不好啊?一旦走起路來,就會因為沒有摩擦力而滑倒。那么這樣一來,一樣的道理,如果竹竿末端缺少了這個摩擦力,那么竹竿的底部就會滑倒,那么這樣一來,竹竿的底部就無法固定了。由此可得,摩擦力的產(chǎn)生有助于與另一個物體接觸發(fā)生摩擦那個面的那端的固定。(2)在該現(xiàn)象中,竹竿會間接地受到來自四個不同方向的拉力,這四個方向的拉力并不是直接作用在竹竿上的。而是通過四方固定點將拉力作用在四條繩子上。然后,再通過這四條繩子將拉力作用在竹竿的同一個固定點上。那么為什么要作用在同一個固定點上呢?那就讓我來向大家解釋一下這樣做的原因:假設(shè)有兩根繩子和一個樣,受力情況與上述基本相同,除了那個固定點,分別為首端和末端的兩個固定點,兩繩分別拴在這兩個固定點上,力的來源方向相反,所以竹竿固定點上的受力方向也是相反的。在這種情況下,在力源的固定點上施加拉力。由于力源的方向是相反的,當(dāng)施加拉力時,兩端固定點受到來自不同方向的力的作用,就會產(chǎn)生與力相對應(yīng)的運動,竹竿就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且傾斜,最終竹竿與繩子成一條直線。因為將四個不同方向的繩子栓在同一個固定點上,也是至關(guān)重要的。

　　在一定限度內(nèi),在四個方向的力源上施加拉力,使拉力最終作用在這個固定點上。由于對固定的來自力源的間接拉力是固定在某個位置上的,所以她不會受到力的大小等力的內(nèi)部因素的制約。所以說來自各個方向的拉力的大小是相等的,當(dāng)然也排除風(fēng)種外界的因素的影響。那么假設(shè),東邊力源的間接拉力作用在固定點上,且西邊沒有力的作用,竹竿就會向東面偏轉(zhuǎn),傾斜,由于南北兩面也受到了來自方向力源的間接拉力,所以他的傾斜的角度就要小一點,如果只有受到了一根繩子的拉力,那么竹竿就會直接倒下地去。然而西面也有一個間接拉力作用在那個固定點上,而且它們的力的大小是相等的,那么在東西方向,來自兩個方向的力相互抵消,會使竹竿處在東西方向的靜止?fàn)顟B(tài)。東面和西面,南面和北面,方向?qū)?yīng)的間接拉力相互抵消,則使這根竹竿處于靜止的固定狀態(tài)。由此分析,我們可以得到這樣一個推斷:在沒有任何外界阻礙因素影響下,物體是否處于靜止和固定狀態(tài),有兩個重要的因素在影響,(1)其底部(末端)所受到的摩擦力。(2)其頂部(首端)受到來自四個方向不同,但是又兩兩對應(yīng)的方向所作用的間接拉力。所以說拉力對固定的影響是很大的,但是這必須是建立在拉力兩兩對應(yīng)的基礎(chǔ)上的。同時上述推理也表明了不同方向的拉力對物體固定的影響,如果力作用在同一個方向,就不能實現(xiàn)物體在力的作用狀態(tài)下保持固定。

　　根據(jù)以上的推理,我們可以得出結(jié)論,我們已經(jīng)對這個結(jié)果做出了最初步的肯定。接下來我們就要進行下一項,更為深入的研究。根據(jù)以上結(jié)論可知:兩個來自對應(yīng)方向(東西,南北)的力,在二力平衡的條件下,兩向平衡,就能使物體固定下來。接下來我們就來做一個反例推理,來驗證這個結(jié)論。最終的目的就是為了研究力的大小對固定狀態(tài)的影響。如果依照我們生活經(jīng)驗來看,受到力的大小不相等的時候,怎么還可能保持固定狀態(tài)呢?這的確是真的。但是你又是怎么知道的呢?那你有什么證據(jù)嗎?所以我們每下一個結(jié)論,都先要想想,是不是建立在事實的基礎(chǔ)上。我們必須一步步去假設(shè)和推理,再需事實的支持。我們在而力平衡的基礎(chǔ)上,做出更深入的判斷。不在使力與固定的關(guān)系的推理論證變得單一。

　　假設(shè)在而力平衡的狀態(tài)下,力源作用在固定點上的間接拉力,當(dāng)然四個方向的拉力的大小是相等的,如果說,這間接拉力為200牛,當(dāng)他們都是200牛的時候,物體(竹竿)保持了固定狀態(tài)。那么我們?nèi)ジ淖兤渲幸粋€力的大小,那么竹竿將怎么變化呢?假設(shè),西面的那個力源的方向固定點變化,用人力去拉,剛好人對繩子施加的拉力是10牛。那么我們就可以做出一定的判斷了,10牛小于200牛,這就說明西面作用的間接拉力仍然保持在200牛,我們先試著改變一個量。這樣一來,同樣在沒有任何外力的影響下進行,那么物體(竹竿)就會向東面傾倒。如果說,按照上一項推理,依據(jù)平衡原理,二力抵消的話,那就相當(dāng)于,西面的拉力為0牛,東面的拉力經(jīng)過抵消之后就變成了(200牛-10牛=190牛)了,然而兩邊還有200牛的拉力的支撐,所以竹竿不會完全倒在水平面上。

　　一般人可能認為,東西兩面的間接拉力抵消之后,就變成了190牛的間接拉力,但是他們沒有意識到,抵消之后,西面還有一個0牛的無作用的間接拉力,然后,他們就會錯誤地認為,南北兩邊各有一個200牛的間接拉力,東西面加在一起有190牛的拉力,抵消之后的間接拉力就為(200-190=10牛),他們之間不過相差只有10牛罷了,于是就做出了錯誤的判斷,認為這也將保持固定狀態(tài)。其實他們漏想了一步,200牛的間接拉力是南北兩面各自的間接拉力。但是190牛,單單只是東西兩面抵消后東面的間接拉力,而西面的間接拉力已經(jīng)抵消成0牛了,所以說,無論如何東西兩面都不能保持物體的固定狀態(tài)。如果說,要用抵消間接拉力的方式來保持物體的固定狀態(tài),那么那個對應(yīng)方向的間接拉力就必須相等,或者說非常地接近。就拿那個200牛的對應(yīng)力來說吧,兩個對應(yīng)方向的間接拉力皆為200牛,抵消之后,間接力就變成了0牛,就好象在固定狀態(tài)下,已經(jīng)沒有了力作用在竹竿上了。反正一點,抵消之后,兩值差越近,他的傾斜角度就會越小。從以上關(guān)于力的大小與固定關(guān)系的推理中,我們得出新目標(biāo)結(jié)論:兩對應(yīng)方向,間接拉力值抵消,值差越小,越能保持固定狀態(tài)。