經(jīng)典力學(xué)的建立ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 12:49本頁面
【正文】 作為“ 力 ” 或者物體的 “ 運(yùn)動(dòng)量 ” 的量度 。 1687年 ， 牛頓在他的《 原理 》 中明確地提出了動(dòng)量的定義 ， 并且通過他所總結(jié)的第二定律揭示出在物體相互作用過程中 ， 正是動(dòng)量這個(gè)物理量反映著物體運(yùn)動(dòng)變化的客觀效果 。 1686年 ， 萊布尼茲對(duì)笛卡兒學(xué)派的這個(gè)量度提出了批判 。 他認(rèn)為 ， 動(dòng)力不能用 mv來衡量 ， 而只能有它所產(chǎn)生的效果來衡量 。應(yīng)該用 mv2來量度物體運(yùn)動(dòng)的力 。 1696年他又指出 ， mv是 “ 死力 ” 的量度 ， 即相對(duì)靜止的物體之間的力的量度；而 mv2則是 “ 活力 ” 的量度 。 1743年 ， 達(dá)朗貝爾在 《 動(dòng)力學(xué) 》 這部書里對(duì)十七到十八世紀(jì)運(yùn)動(dòng)量度的爭(zhēng)論提出了自己的看法 ， 他認(rèn)為兩種量度是等價(jià)的 ， 并模糊地提出了物體動(dòng)量的變化與力的作用時(shí)間有關(guān) ， 活力的變化和力的作用距離有關(guān) 。 在 《 運(yùn)動(dòng)論 》 里 ， 達(dá)朗貝爾不僅闡述了他的力學(xué)觀點(diǎn) ， 他還在哲學(xué)序言里指出了科學(xué)發(fā)展的前景和分析科學(xué)的哲學(xué)觀點(diǎn) 。 （二） 三大守恒原理的確立 牛頓定律雖然原則上可以解決一切力學(xué)問題 ， 但對(duì)多質(zhì)點(diǎn) 、多約束的情況 ， 直接應(yīng)用牛頓定律十分繁難 。 為了解決這個(gè)困難 ， 逐漸發(fā)展起了動(dòng)量 、 動(dòng)量矩和活力的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定理以及在特定條件下的三個(gè)守恒定律 ， 使經(jīng)典力學(xué)體系臻于完善 。 1 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律 笛卡兒首先提出了運(yùn)動(dòng)量守恒定律的基本思想 ， 惠更斯認(rèn)識(shí)到動(dòng)量的矢量性 ， 并準(zhǔn)確地表述了碰撞過程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒及系統(tǒng)共同質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的結(jié)論 。 2 動(dòng)量矩守恒定律 1745年 ， 伯努利 （ Daniel Bernoulli, 17001782)和歐拉等以不同的方式分別提出了這一原理 。 3 活力守恒定律 惠更斯在完全彈性碰撞的研究中得到 2iim v C?? 的 結(jié) 論 。萊布尼茲認(rèn)為宇宙中“活力”守恒。 科里奧利用 代替 212 mv2mv（三） 分析力學(xué)的建立 俄國(guó)數(shù)學(xué)家歐勒提出了質(zhì)點(diǎn)及剛體運(yùn)動(dòng)的一般微分方程；法國(guó)科學(xué)家達(dá)朗貝爾提出了達(dá)朗貝爾原理 ， 這個(gè)原理有可能把動(dòng)力學(xué)問題化為平衡問題來處理；拉格朗日建立了虛功原理的普遍形式 ， 并與達(dá)朗貝爾原理相結(jié)合 ， 提出了廣義坐標(biāo)動(dòng)力學(xué) 。這些科學(xué)家的貢獻(xiàn)為經(jīng)典力學(xué)逐步向一門嚴(yán)密而完整的科學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。 1715年，伯努利（ Johann Bernoulli, 16671748)提出虛速度。 1788年， 拉格朗日提出虛功原理。 達(dá)朗貝爾認(rèn)為力學(xué)應(yīng)該是數(shù)學(xué)家的主要興趣 ， 所以他一生對(duì)力學(xué)作了大量研究 。 達(dá)朗貝爾是十八世紀(jì)為牛頓力學(xué)體系的建立作出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家之一 。 《 動(dòng)力學(xué) 》 是達(dá)朗貝爾最偉大的物理學(xué)著作 。 在這部書里 ，他提出了三大運(yùn)動(dòng)定律 ， 第一運(yùn)動(dòng)定律是給出幾何證明的慣性定律；第二定律是力的分析的平行四邊形法則的數(shù)學(xué)證明；第三定律是用動(dòng)量守恒來表示的平衡定律 。 書中還提出了達(dá)朗貝爾原理 ， 它與牛頓第二定律相似 ， 但它的發(fā)展在于可以把動(dòng)力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)問題處理 ， 還可以用平面靜力的方法分析剛體的平面運(yùn)動(dòng) ， 這一原理使一些力學(xué)問題的分析簡(jiǎn)單化 ， 而且為分析力學(xué)的創(chuàng)立打下了基礎(chǔ) 。 達(dá)朗貝爾是一個(gè)軍官的私生子 ， 母親是一位著名的沙龍女主人 。 達(dá)朗貝爾出生后 ， 他的母親為了不影響自己的名譽(yù) ， 把剛出生的兒子遺棄在教堂的石階上 ， 后被一名士兵撿到 。 他的親生父親得知這一消息后 ， 把他找回來寄養(yǎng)給了一對(duì)工匠夫婦 。 達(dá)朗貝爾少年時(shí)被父親送到了一所教會(huì)學(xué)校 ， 在那里學(xué)習(xí)了很多數(shù)理知識(shí) ， 為他將來的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 后來他自學(xué)了一些科學(xué)家的著作 ， 并且完成了一些學(xué)術(shù)論文 。1741年 ， 憑借自己的努力 ， 進(jìn)入了法國(guó)科學(xué)院擔(dān)任天文學(xué)助理院士 。 在以后的兩年里 ， 他對(duì)力學(xué)作了大量研究 ， 并發(fā)表了多篇論文和多部著作 。 1746年 ， 達(dá)朗貝爾被提升為數(shù)學(xué)副院士 。 1750年以后 ， 他停止了自己的科學(xué)研究 ， 投身到了具有里程碑性質(zhì)的法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)中去 。 他參與了百科全書的編輯和出版 ， 是法國(guó)百科全書派的主要首領(lǐng) 。 在百科全書的序言中 ， 達(dá)朗貝爾表達(dá)了自己堅(jiān)持唯物主義觀點(diǎn) 、 正確分析科學(xué)問題的思想 。 在這一段時(shí)間之內(nèi) ， 達(dá)朗貝爾還在心理學(xué) 、 哲學(xué) 、 音樂 、法學(xué)和宗教文學(xué)等方面都發(fā)表了一些作品 。 1762年 ， 俄國(guó)沙皇邀請(qǐng)達(dá)朗貝爾擔(dān)任太子監(jiān)護(hù) ， 但被他謝絕了； 1764年 ， 普魯士國(guó)王邀請(qǐng)他到王宮住了三個(gè)月 ， 并邀請(qǐng)他擔(dān)任普魯士科學(xué)院院長(zhǎng) ， 也被他謝絕了 。 1754年 ， 他被提升為法國(guó)科學(xué)院的終身秘書 。 歐洲很多國(guó)家的科學(xué)院都聘請(qǐng)他擔(dān)任國(guó)外院士 。 達(dá)朗貝爾的日常生活非常簡(jiǎn)單 ， 白天工作 ， 晚上去沙龍活動(dòng) 。 他終生未婚 ， 但有一位患難與共 、 生死相依的情人 沙龍女主人勒皮納斯 。 達(dá)朗貝爾與養(yǎng)父母感情一直很好 ， 直到 1765年他 47歲時(shí)才因病離開養(yǎng)父母 ， 住到了勒皮納斯家里 。 病愈后他一直居住在她的家里 。 可是在以后的日子里他在事業(yè)上進(jìn)展緩慢 ， 更使他悲痛欲絕的是勒皮納斯小姐于 1776年去世了 。 在絕望中他度過了自己的晚年 。 拉格朗日也是分析力學(xué)的創(chuàng)立者 。在 18世紀(jì)中期 ， 歐拉和達(dá)朗貝爾的力學(xué)理論已開始用分析方法 ， 而拉格朗日在使用分析方法方面更為出色 。1788年 ， 他的大型著作 《 分析力學(xué) 》出版 ， 他將數(shù)學(xué)分析應(yīng)用于質(zhì)點(diǎn)和剛體力學(xué)中 ， 創(chuàng)立了現(xiàn)代力學(xué)的最重要理論 分析力學(xué) 。 分析力學(xué)用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法分析處理所有的力學(xué)問題 。 拉格朗日的研究工作中 ， 約有一半同天體力學(xué)有關(guān) 。 他用自己在分析力學(xué)中的原理和公式 ，建立起各類天體的運(yùn)動(dòng)方程 。 在天體運(yùn)動(dòng)方程的解法中 ， 拉格朗日發(fā)現(xiàn)了三體問題運(yùn)動(dòng)方程的五個(gè)特解 ， 即拉格朗日平動(dòng)解 。 此外 ， 他還研究了彗星和小行星的攝動(dòng)問題 ， 提出了彗星起源假說等 。
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