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力学在生活中的应用2000字篇一:力学在生活中的应用
力学在生活中的应用
通过这几天教授们的讲解,不仅使我明白了自己专业的开展方向,同时也让我明白了力学在消费生活中的重要性,生命本来就充满了无数的巧合,不记得是哪位教授说过“不是你选择了力学,而是力学选择了你〞,或许我能来到这个专业,遇到这些同学和教授们就是一种缘分,珍惜这缘分,同时去热爱一个专业。力学是一门根底科学,它所说明的规律带有普遍的性质.为许多工程技术提供理论根底。力学又是一门技术科学,为许多工程技术提供设计原理,计算方法,试验手段.力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和开展.
力学按研究对象可划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支.固体力学和流体力学通常采用连续介质模型来研究;余下的部分那么组成一般力学.属于固体力学的有弹性力学、塑性力学,近期出现的散体力学、断裂力学等;流体力学由早期的水力学和水动力学两个分支集合而成,并衍生出空气动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等;力学间的穿插又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等分支.力学在工程技术方面的应用结果那么形成了工程力学或应用力学的各种分支,诸如材料力学、构造力学、土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、天体力学、物理力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球流体力学、理性力学、计算力学等等。
教授们研究的方向覆盖了力学大局部分支,这也给了我们继续深造的有利条件,有的时候看着教授们的研究成果和所做的工程也会想,是不是有一天自己也能完成这样的工作。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形表达。随着科技的开展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。
物理学作为一门最根底的自然学科,贯穿着人类文明的开展历程,从远古燧人氏钻木生火到如今的信息化社会的建立,都少不了物理的参与。燧人钻木取火的根本原理正是摩擦生热原理,在热量积蓄到一定程度时就可以使木头与氧气发生剧烈反应产生火焰。而物理在如今的生活中拥有着更加广泛的应用,小到我们的生活,大至航空航天,人走路是利用了鞋与地面的摩擦力,向后蹬是给地施加了一个向后的作用力,然后由于物体间作用力是互相的,所以地也给人一个向前的作用力。给气球充上密度比空气小的气体,如氢气、一氧化碳,
气球就会受到空气对它的向上的大于其本身重力的力,然后我们就看到气球飞向空中。
因为重力,我们无论离地面多远,都不必担忧会在太空中飘浮,终有落到地面的时刻。又因为重力,人类想要飞的梦想还没实现,而飞船卫星的起飞是花费的宏大的能量才克制重力的影响。当别人用手打你肩膀的时候,你受到了他给你的作用力,但是你的肩膀也打了他。两个力是一样的,只不过因为压强的不同,产生的效果也就不一样。
力学知识在日常消费、生活和现代科技中应用非常广泛,主要有〔1〕体育运动方面:如跳高、跳水、体操、铅球、标枪等;〔2〕天体物理方面:如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等;〔3〕交通平安方面:汽车制动、平安间隔、限速等。
1.重力的应用我们生活在地球上,重力无处不在。如工人师傅在砌墙时,常常利用重锤线来检验墙身是否竖直,这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理;羽毛球的下端做得重一些,这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛;汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行,这是利用重力的作用而节省能源;在农业消费中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假设没有重力,世界不可想象,水不能倒进嘴里,人们起跳后无法落回地面,飞舞的尘土会永远漂浮在空中,整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时,要让学生展开热烈的讨论,充分挖掘学生的想象力,知道重力与我们的消费生活实际亲密相关。
2.摩擦力的应用摩擦力是一个重要的力,它在社会消费生活实际中应用非常广泛。如人们行走时,在光滑的地面上行走非常困难,这是因为接触面摩擦太小的缘故;汽车上坡打滑时,在路面上撒些粗石子或垫上稻草,汽车就能顺利前进,这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力;鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦;滑冰运发动穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减少摩擦而增大滑行速度;各类机器中加光滑油是为了减小齿轮间的摩擦,保证机器的良好运行。可见,人类的消费生活实际都与摩擦力有关,有益的摩擦要充分利用,有害的摩擦要尽量减少。
3.弹力的应用利用弹力可进展一系列社会消费生活活动,力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢根底,桥梁设计需要准确计算各部分的受力大小;拔河需要用粗大一些绳子,防止拉力过大导致断裂;高压线的中心要加一根较粗的钢丝,才能支撑较大的架设跨度;运发动在瞬间产生的爆发力等等。
力学在日常生活中扮演着重要角色,同样力学也在工程建立中有着至关重要的地位。人类在远古时代就开场制造各种器物,如弓箭、房屋、舟楫以及乐器等,这些都是简单的构造。随着社会的进步,人们对于构造设计的规律以及构造的强度和刚度逐渐有了认识,并且积累了经历,这表如今古代建筑的辉煌成就中,如埃及的金字塔,中国的万里长城、赵
州安济桥、北京故宫等等。尽管在这些构造中隐含有力学的知识,但并没有形成一门学科。
随着人类的进步开展,人们逐渐从这些构造和理论中总结经历,开展成现代的力学理论与方法。这些理论和方法几乎被应用到了没所有的领域。
建筑的开展和力学是密不可分的,可以说没有可靠的力学与构造分析就没有平安而又实用的优秀建筑。尤其是对于现代建筑的意义更为重要,每一座好的建筑在建造前都要通过很屡次的实验验证与平安评估,否那么将产生诸多不好的后果,损失难以估计。首先是建筑构造的合理性,如何在实际情况下选取适宜节省材料的构造方式完成工程很重要。尤其要考虑到平安因素,从整体的静力分析到有线单元的桁架与混泥土构造、再到外部环境因素,如风载荷、地震波、特殊场地的特殊设计要求等,这些都是我们要关注的。
其次是建筑物材料的选取应得当,这对建筑物质量和性能将产生本质的影响。不同的材料有着不同的强度、刚度、稳定性及疲劳破损等,在工程应用中要通过各种计算和软件建筑工程申请认证及实验进展模拟,使材料在实际环境中平安正常的工作,如上图便是对房屋桁架的测试。如何用最少的材料建造最平安实用的房屋是有一套完好有序的过程的,通过对建筑构造模型的力学分析,如它的抗弯才能、实用载荷大小、弹性性能、震动要求等。尤其在一些大型桥梁建筑中使用的钢构造梁和拉杆等,在长期的负载作用下如何保持构造的受力平衡和稳定,在建造过程中的步骤和难点都应该预计的到,如钢筋混泥土的选择,斜拉杆的分布及个数的多少,这些都对工程的施工和寿命有影响。所以做工程建造前必须有着严密的计算分析与可能出现情况的充分准备及解决方案,这是每个工程建立人员必备的素养。
最后是对工程实际环境的考察和科学估计。如高原与平原的不同。高山与土层的分布、风载荷地震雨水冷湿等自然因素的考量。有些甚至要考虑到特殊的人文需要,如建造地铁,我们必须避开高大建筑层和易塌方段,建在核电站的建筑等等,在这些工程构造中表达出一个有一个特殊的标准和要求,如左图的青藏铁路建立,为了保证铁路地基的常年冷冻状态,在铁路两旁的地基中插入了数千根散热棒,否那么地基会有于长期的
工作解冻坍塌裂缝等只是铁轨受力不均,进而可能造成不可预计的损失。这些都是要在实际工程重要考虑和解决的问题,只有正确的通过各种科学手段我们才能把一座座优美巩固的建筑呈如今大地上。
力学是美丽的也是要我们认真对待的,他几乎应用到了所有角落,我们作为力学学习者,掌握最根本的分析方法和培养良好的科学习惯尤为重要,并为以后的学习和工作打下坚实根底。
篇二:力学在生活中的应用
浅谈生活中的力学知识
姓名:白玉川
学号:202205507
班级:2022055
专业:工程力学
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目录:
摘要关键词一、江河大堤与水库大坝二、世界上最大的风力发电机-SL5000三、潜水艇和鱼如何实现上浮和下沉四、弹性力学对跳板的解释五、小结参考文献浅谈生活中的力学知识
摘要:生活中很多事情都可以用力学的观点去解释,而关于这方面的书却很少,我认为我们学生应该学以致用,多用力学的观点看问题,这样也能使我们的理论知识得以提升,本文从前人的实验数据和生活中的实例进展分析,从而说明只要我们以力学的观点看问题,生活中就处处有力学的存在。
关键词:生活实例材料力学构造力学弹性力学流体力学
一、江河大堤与水库大坝
一般江河大堤和水库大坝的横截面如图1甲、乙所示。
比较上面两图,不难发现,它们的共同之处都是上窄下宽,
不同的是江河堤
的迎水面坡度缓,背水面坡度陡,而水库坝那么恰恰相反,挡水面坡度陡,背水面坡度缓。
1、为什么江河大提与水库大坝都修成上窄下宽
无论是江河大堤,还是水库大坝都修成上窄下宽,其目的主要是为了“三防〞。1、防水压:根据液体内部压强公式p=ρgh可知,堤坝内的水越靠近堤坝底,水深h越大,水产生的压强也越大.堤坝下宽能承受较大的水压,确保堤坝的平安。2、防渗漏:堤坝下部受水的压强越大,水越容易渗进坝体.把下部修得宽些,就可以延长堤坝内水的浸透途径,增大浸透阻力,从而进步堤坝的防浸透性能。3、防滑动:堤坝内水的压力总有将大堤向外程度推动和将大坝推向下游的运动趋势,堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力,才能保持堤坝平衡。将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力,也可增大迎水面〔挡水面〕上水对坝体竖直向下的压力,因此,可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力,到达防止堤坝滑动的目的。
2、为什么江河大堤和水库大坝两边的坡度陡缓状况修得恰恰相反
对于两岸拦水的大堤来说,奔腾的江河水的冲击力方向朝下游,水对堤坝的作用力主要是压力,如图2甲、乙所示,水的压力垂直于堤面,根据力的分解知识有,F对于水库大坝受力分析,如图3所示,根据液体压强公式p=ρgh,水库大坝的挡水面各处承受的压强跟水深成正比,呈三角形分布,故总水压力通过压强的三角形分布距坝底H/3
。设水库大坝的总重力为G,重心在O′处,为便于
分析,设水库中水对大坝的总压力F程度向外〔大坝
外侧〕,如右以下图所示.因受水的压力F的作用,坝
体会以水库外侧大坝的坝脚O为支点有沿顺时针方
向倾覆的趋势,其倾覆力矩为MF=F×H/3。而
大坝依靠自身的重力G产生的抗倾覆力矩MG=Gd。
把坝体修得沿背水面坡度缓一些,可以到达既增大重力,又增大力臂d的效果,从而到达增大抗倾覆力矩MG的效果。
由此可见,在不增加建立大堤和大坝的土石方,用料及造价一样的前提下,迎水面比背水面缓的江河大堤更结实,挡水面比背水面陡的水库大坝更稳定。
二、世界上最大的风力发电机-SL5000
2022年8月,海上最大风力发电机SL5000在上海杭州湾东海大桥风电场安装成功。SL5000是目前世界上安装最大的风力
发电机,设计寿命20年,最终将从空气中
获取4亿千瓦时的电能。
众所周知,获取风能的方式是目前对自然界
影响最小的。但是作为世界上最大的风力发电机,
同时又要安装在每年都有几个月是台风肆虐的季节的杭州湾,因此,叶片的质量事关重大。下面简单谈一下力学知识在叶片制造过程中的重要性。
叶片。因为叶片的长度超
过60米,又要在残酷的环境
中经受考验,所以叶片要求要
有最大的强度和最轻的重量。
又因为叶片的形状根据流体
力学设计为了获得最大的动力为不规那么的形状,所
以最终选择制造叶片的材料是玻璃钢,也就是环氧
树脂中参加编织物的复合材料。
然而根据力学知识设计制造出叶片样品之后,
最重要的程序就是进展样品检测,
结合计算机分析
出叶片构造中各个位置的受力情况。在这个过程开场之前首先要在叶片各个部位贴上应力感应器,以此来观察叶片内细微应力的变化。在实验室模拟自然界最强的力量来考验叶片,叶片20年的设计寿命等于施加大荷载振动400万次,如今在一样荷载下让叶片振动500万次,振动完成后检查叶片内部破损的情况,以此来确定叶片是否到达了设计要求。
三、潜水艇和鱼如何实现上浮和下沉
潜水艇是通过改变自身
的重力来实现上浮和下潜。
潜艇主压载水舱水增多
时,增加重量,当重量大于
水所产生的浮力时,即从水
面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的一部分水排出,重量减小,当自身重力小于水产生的浮力时,即从水下浮出水面。艇内设有专门的装置调整水舱,用于注入或排出适量的水,以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱,通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。
而鱼不同,它是靠改变自身体积,而改变自身密度来实现上浮和下潜的。鱼想下潜时,鱼就把鱼鳔内的一部分气体排出体外,体积减小,密度增大,当密度大于水的密度时,鱼就潜入水下。当鱼想浮上水面时就把鳃滤出的一部分气体放入鱼鳔内,鱼体积就会增大,当鱼密度小于水密度时,鱼就会浮出水面。
四、弹性力学对跳板的解释
4.1在奥运期间,我国健儿在跳水中获得
优异成绩,那么怎样用力学的观点分析跳板
的受力,并用弹性力学来验证结果是否正确。
4.2弹性力学也称弹性理论,主要研究弹
性体在外力作用或温度变化等外界因素下所
产生的应力、应变和位移,从而解决构造或机械设计中所提出的强度和刚度问题。
篇三:工程力学在生活中的应用
工程力学在生活消费中的应用
摘要:本文从构造力学的开展史和学科体系,来阐述工程力
学在生活消费中的应用。
关键词:工程构造受力强度
构造力学主要研究工程构造受力和传力的规律,以及如何进
行构造优化的学科。工程构造是可以承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。构造力学的任务是研究工程构造在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程构造,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程构造承受和传递外力的才能;研究和开展新型工程构造。
观察自然界中的天然构造,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有亲密的关系,很多工程构造就是受到天然构造的启发而创制出来的。构造设计不仅要考虑构造的强度和刚度,还要做到用料省、重量轻.对某些工程来说减轻重量尤为重要,比方飞机重量的减轻就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
构造力学的开展简史:随着社会的进步,人们对构造设计的规律以及构造的强度和刚度逐渐有了认识,并且积累了珍贵的经历,这表如今古代建筑的辉煌成就中,如埃及的金字塔,中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。尽管在这些构造中隐含
有力学的知识,但并没有形成一门学科。就根本原理和方法而言,构造力学是与理论力学、材料力学同时开展起来的。所以构造力学在开展的初期是与理论力学和材料力学交融在一起的。到19世纪初,由于工业的开展,人们开场设计各种大规模的工程构造,对于这些构造的设计,要作较准确的分析和计算。因此,工程构造的分析理论和分析方法开场独立出来,到19世纪中叶,构造力学开场成为一门独立的学科。19世纪中出现了许多构造力学的计算理论和方法。法国的纳维于1826年提出了求解静不定构造问题的一般方法。从19世纪30年代起,由于要在桥梁上通过火车,不仅需要考虑桥梁承受静载荷的问题,还必须考虑承受
动载荷的问题,又由于桥梁跨度的增长,出现了金属桁架构造。从1847年开场的数十年间,学者们应用图解法、解析法等来研究静定桁架构造的受力分析,这奠定了桁架理论的根底。1864年,英国的麦克斯韦创立单位载荷法和位移互等定理,并用单位载荷法求出桁架的位移,由此学者们终于得到理解静不定问题的方法。根本理论建立后,在解决原有构造问题的同时,还不断开展新型构造及其相应的理论。
19世纪末到20世纪初,学者们对船舶构造进展了大量的力学研究,并研究了可动载荷下的粱的动力学理论以及自由振动和受迫振动方面的问题。20世纪初,航空工程的开展促进了对薄壁构造和加劲板壳的应力和变形分析,以及对稳定性问题的研究。同时桥梁和建筑开场大量使用钢筋混凝土材料,这就要求科
学家们对钢架构造进展系统的研究,在1914年德国的本迪克森创立了转角位移法,用以解决刚架和连续粱等问题。后来,在20~30年代,对复杂的静不定杆系构造提出了一些简易计算方法,使一般的设计人员都可以掌握和使用了。到了20世纪20年代,人们又提出了蜂窝夹层构造的设想。根据构造的"极限状态"
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