高中物理 §2、虚功原理上次课主要是介绍了分析力学中经常要用到的一些基本概念,并由虚功的概念和理想约束的概念导出了解决静力学问题的虚功原理:。虚功原理适用的范围是:质点组,它适用的前提条件是只受理想约束。这次课就举一些具体例子,使我们能够了解如何利用虚功原理去解决静力学问题。三、应用虚功原理解题:例1、如图所示,有一质量为m,长度为 的刚性杆子,靠在墙上,在与地面接触的B端上受一水平向左的外力,杆子两端的接触都是光滑的,当杆子与水平地面成α角时,要使杆子处于平衡状态,问作用在杆子B端上的力 有多大?求=?解:由题意可知它是一个静力学问题,而且接触都是光滑的,显然可以应用虚功原理来求解这个问题。这个例子很简单,简单的题目往往能够清楚地说明物理意义,为了说明虚功原理的意义,如果一开始就举复杂的例子,由于复杂的数字计算将会掩盖物理意义,所以就以这个简单的例子来看看如何应用虚功原理来解出它。第一步当然也是确定研究对象,即①选系统:在这个例题中,我们就取杆子为应用虚功原理的力学系统。②找主动力:作用在我们所选取的系统上的主动力有几个?有两个。一个是水平作用力,还有一个是重力m 作用在杆子的质心上。因为杆子。
名词解释,虚功(实功) 虚位移上做的功称为虚功。虚功是分析力学概念,实际上没有位移。实功对应有位移情况
什么叫做虚位移原理 虚位移原理 virtual displacement,principle of 分析静力学的原理。又称虚功原理。可叙述为受理想、双面、定常约束的质点系保持平衡的必要和充分条件是所有作用在质点系上。
怎样在一天内学会分析力学? 你的小睿子:从零学分析力学(拉格朗日力学篇)? zhuanlan.zhihu.com 0 前言 牛顿以相对性原理和伽利略变换为框架,提出了牛顿运动定律,发展出一门基础物理学科—牛顿。
在虚位移原理中,若要计算约束反力,广义力需满足什么条件? 广义力只能是主动力(包括已解除约束的约束力)。虚位移原理:分析静力学的原理。又称虚功原理。可叙述为受理想、双面、定常约束的质点系保持平衡的必要和充分条件是所有作用在质点系上的主动力对其作用点的虚位移所作的虚功之和为零。[1]对n个质点组成的质点系,其数学表达式为,式中Fi是作用在第i个质点上的主动力;是此质点的虚位移。所谓虚位移是指在一定位置上的质点所作的为约束所允许的、假想的无限小位移。虚位移原理的表达式中不出现未知约束力Ni(因在理想约束作用下,质点系的约束力对其作用点的虚位移所作的功之和为零),因而用它求解静力学问题极为简便。若将摩擦力视为主动力,则虚位移原理可应用于非理想约束系统。当质点不脱离约束面时,此原理也可用于单面约束系统。如解除约束并把约束力视为主动力,则此原理还可用来求解约束力。因此,虚位移原理在确定系统的平衡条件、解决简单机械的平衡问题、求解结构的约束力等方面有广泛应用。
哪些专业要学流体力学或空气动力学课程 在计算流2113体力学中:1、仍必须依靠一些5261较简单的、线性化4102的、与原问题有密切关系1653的模型方程的严格数学分析,给出所求解问题的数值解的理论依据。2、然后再依靠数值试验、地面试验和物理特性分析,验证计算方法的可靠性,从而进一步改进计算方法。试验研究、理论分析方法和数值模拟是研究流体运动规律的三种基本方法,它们的发展是相互依赖、相互促进的。计算流体力学的兴起促进了流体力学的发展,改变了流体力学研究工作的状况,很多原来认为很难解决的问题,如超声速、高超声速钝体绕流、分离流以及湍流问题等,都有了不同程度的发展,且将为流体力学研究工作提供新的前景。最小势能原理就是说当一个体系的势能最小时,系统会处于稳定平衡状态。举个例子来说,一个小球在曲面上运动,当到达曲面的最低点位置时,系统就会趋向于稳定平衡。?势能最小原理与虚功原理本质上是一致的。宇宙万物,如果其势能未达到“最小”(局部概念),它总要设法变化到其“相对”最小的势能位置。举个例子:一个物体置于高山上,它相对于地面来说有正的势能(非最小),因而它总有向地面运动的“能力”(向地面“跃迁”)(其力学本质是其处于一种不稳平衡状态)。因此。
什么是虚功原理 虚功原理是分析静力学的重要原理,又称虚位移原理引,是J.-L.拉格朗日于1764年建立的。其内容为:一个原为静止的质点系,如果约束是理想双面定常约束,则系统继续保持静止。
拉格郎日方程的定意 拉格朗日方程:对于完整系统用广义坐标表示的动力方程,通常系指第二类拉格朗日方程,是法国数学家J.-L.拉格朗日首先导出的。通常可写成:,(1)式中T为系统用各广义坐标qj和各广义速度妜j所表示的动能;Qj为对应于qj的广义力;N(=3n-k)为这完整系统的自由度;n为系统的质点数;k为完整约束方程个数。从虚位移原理可以得到受理想约束的质点系不含约束力的平衡方程,而动静法(达朗贝尔原理)则将列写平衡方程的静力学方法应用于建立质点系的动力学方程,将这两者结合起来,便可得到不含约束力的质点系动力学方程,这就是动力学普遍方程。而拉格朗日方程则是动力学普遍方程在广义坐标下的具体表现形式。拉格朗日方程可以用来建立不含约束力的动力学方程,也可以用来在给定系统运动规律的情况下求解作用在系统上的主动力。如果要想求约束力,可以将拉格朗日方程与动静法或动量定理(或质心运动定理[1])联用。通常,我们将牛顿定律及建立在此基础上的力学理论称为牛顿力学(也称矢量力学),将拉格朗日方程及建立在此基础上的理论称为拉格朗日力学。拉格朗日力学通过位形空间描述力学系统的运动,它适合于研究受约束质点系的运动。拉格朗日力学在解决微幅振动问题和刚体动力学的。
对于弹性体系虚功与实功相比,有什么特点 虚功原理阐2113明,对于一个静态平衡的系统,所有5261外力的作用4102,经过虚位移,所作1653的虚功,总和等于零。考虑一个由一群粒子组成,呈静态平衡的系统。作用于任何一个粒子 Pi 的净力 等于零。作用于任何一个粒子 Pi 的净力,经过虚位移,所作的虚功为零。因此,所有虚功的总和也是零。分析到这里,请特别注意,对于任意位移,虚功总和方程式都是正确的。因此,原本的向量方程式,仍旧可以从虚功总和方程式求得。让我们继续分析。将净力细分为外力 与约束力。如果,一切约束力,因为虚位移,所作的虚功总合是零。则约束力项目可以从方程式中移去。特别注意,现在,很可能不等于零。实际上,我们应该认为它不等于零。符合约束力虚功总和是零的实例:刚体的约束。这里,粒子 与粒子 的位置分别 是常数。虚功原理两种可能的状况,在这状况下,粒子作用于粒子的力方向与粒子作用于粒子的力正好相反,两个力所作的虚功互相抵销,虚功总合仍旧是零。所以,在刚体内,粒子与粒子之间的作用力与反作用力所作的虚功总和是零。思考木块在平滑地面上的移动。因为木块的重量,而产生的反作用力,是地面施加于木块的一种约束力。这约束力垂直于虚位移。所以,它所作的虚功。
什么是拉格朗日方程?是谁发现的? 拉格朗日方程 拉格朗日方程:对于完整系统用广义坐标表示的动力方程,通常系指第二类拉格朗日方程,是法国数学家J.-L.拉格朗日首先导出的。通常可写成:,(1)式中T为系统用。