力學(xué)在生活中的應(yīng)用

1、力學(xué)在生活中的應(yīng)用通過這幾天教授們的講解， 不僅使我明白了自己專業(yè)的發(fā)展方向， 同時也讓我明白了力學(xué)在生產(chǎn)生活中的重要性， 生命本來就充滿了無數(shù)的巧合， 不記得是哪位教授說過 “不是你選擇了力學(xué)，而是力學(xué)選擇了你” ，或許我能來到這個專業(yè)，遇到這些同學(xué)和教授們就是一種緣分，珍惜這緣分，同時去熱愛一個專業(yè)。力學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)， 它所闡明的規(guī)律帶有普遍的性質(zhì)為許多工程技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。力學(xué)又是一門技術(shù)科學(xué)， 為許多工程技術(shù)提供設(shè)計原理，計算方法，試驗手段力學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合促使工程力學(xué)各個分支的形成和發(fā)展力學(xué)按研究對象可劃分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個分支固體力學(xué)和流體力學(xué)通常采用連續(xù)介質(zhì)模型

2、來研究；余下的部分則組成一般力學(xué) 屬于固體力學(xué)的有彈性力學(xué)、塑性力學(xué)， 近期出現(xiàn)的散體力學(xué)、斷裂力學(xué)等；流體力學(xué)由早期的水力學(xué)和水動力學(xué)兩個分支匯合而成，并衍生出空氣動力學(xué)、多相流體力學(xué)、滲流力學(xué)、非牛頓流體力學(xué)等；力學(xué)間的交叉又產(chǎn)生粘彈性理論、流變學(xué)、 氣動彈性力學(xué)等分支 力學(xué)在工程技術(shù)方面的應(yīng)用結(jié)果則形成了工程力學(xué)或應(yīng)用力學(xué)的各種分支，諸如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、爆炸力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、天體力學(xué)、物理力學(xué)、等離子體動力學(xué)、電流體動力學(xué)、磁流體力學(xué)、熱彈性力學(xué)、生物力學(xué)、生物流變學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、地球動力學(xué)、地球流體力學(xué)、理性力學(xué)、計算力學(xué)等等。教授們研究的方向覆蓋了力學(xué)大部分分支

3、，這也給了我們繼續(xù)深造的有利條件，有的時候看著教授們的研究成果和所做的項目也會想，是不是有一天自己也能完成這樣的工作。從亞里士多德時代的自然哲學(xué)，到牛頓時代的經(jīng)典力學(xué)， 直至現(xiàn)代物理中的相對論和量子力學(xué)等，都是物理學(xué)家科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的有形體現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，物理已滲入到人類生活的各個領(lǐng)域。物理學(xué)作為一門最基礎(chǔ)的自然學(xué)科，貫穿著人類文明的發(fā)展歷程，從遠(yuǎn)古燧人氏鉆木生火到如今的信息化社會的建設(shè)，都少不了物理的參與。燧人鉆木取火的基本原理正是摩擦生熱原理， 在熱量積蓄到一定程度時就可以使木頭與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生火焰。而物理在如今的生活中擁有著更加廣泛的應(yīng)用，小到我們的

4、生活，大至航空航天，人走路是利用了鞋與地面的摩擦力， 向后蹬是給地施加了一個向后的作用力，然后由于物體間作用力是相互的，所以地也給人一個向前的作用力。 給氣球充上密度比空氣小的氣體，如氫氣、一氧化碳，氣球就會受到空氣對它的向上的大于其本身重力的力，然后我們就看到氣球飛向空中。因為重力，我們無論離地面多遠(yuǎn)，都不必?fù)?dān)心會在太空中飄浮，終有落到地面的時刻。又因為重力， 人類想要飛的夢想還沒實現(xiàn)， 而飛船衛(wèi)星的起飛是花費的巨大的能量才克服重力的影響。 當(dāng)別人用手打你肩膀的時候，你受到了他給你的作用力，但是你的肩膀也打了他。兩個力是相同的，只不過因為壓強的不同，產(chǎn)生的效果也就不一樣。力學(xué)知識在日常生產(chǎn)、

5、生活和現(xiàn)代科技中應(yīng)用非常廣泛，主要有（1）體育運動方面：如跳高、 跳水、體操、鉛球、標(biāo)槍等；（ 2）天體物理方面： 如天體的運行、 一些星體的發(fā)現(xiàn)、人類的太空活動等； （ 3）交通安全方面：汽車制動、安全距離、限速等。1重力的應(yīng)用 我們生活在地球上， 重力無處不在。如工人師傅在砌墻時， 常常利用重錘線來檢驗墻身是否豎直， 這是充分利用重力的方向是豎直向下這一原理； 羽毛球的下端做得重一些， 這是利用降低重心使球在下落過程中保護(hù)羽毛； 汽車駕駛員在下坡時關(guān)閉發(fā)動機(jī)還能繼續(xù)滑行， 這是利用重力的作用而節(jié)省能源； 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的拋秧技術(shù)也是利用重力的方向豎直向下。 假如沒有重力， 世界不可想象， 水

6、不能倒進(jìn)嘴里， 人們起跳后無法落回地面，飛舞的塵土?xí)肋h(yuǎn)漂浮在空中，整個自然界將是一片混濁。在講授重力時， 要讓學(xué)生展開熱烈的討論，充分挖掘?qū)W生的想象力，知道重力與我們的生產(chǎn)生活實際密切相關(guān)。2摩擦力的應(yīng)用摩擦力是一個重要的力，它在社會生產(chǎn)生活實際中應(yīng)用非常廣泛。如人們行走時， 在光滑的地面上行走十分困難，這是因為接觸面摩擦太小的緣故；汽車上坡打滑時， 在路面上撒些粗石子或墊上稻草，汽車就能順利前進(jìn)，這是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各種花紋也是增大接觸面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰運動員穿的滑冰鞋安裝滾珠是變滑動摩擦為滾動摩擦，從而減少摩擦而增大滑行速度；各類機(jī)器中加潤滑油是為了減小齒輪

7、間的摩擦，保證機(jī)器的良好運行。可見，人類的生產(chǎn)生活實際都與摩擦力有關(guān)，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要盡量減少。3彈力的應(yīng)用利用彈力可進(jìn)行一系列社會生產(chǎn)生活活動，力有大小、方向、作用點。如高大的建筑需要打牢基礎(chǔ)，橋梁設(shè)計需要精確計算各部分的受力大?。话魏有枰么执笠恍├K子， 防止拉力過大導(dǎo)致斷裂；高壓線的中心要加一根較粗的鋼絲，才能支撐較大的架設(shè)跨度；運動員在瞬間產(chǎn)生的爆發(fā)力等等。力學(xué)在日常生活中扮演著重要角色，同樣力學(xué)也在工程建設(shè)中有著至關(guān)重要的地位。人類在遠(yuǎn)古時代就開始制造各種器物，如弓箭、房屋、舟楫以及樂器等，這些都是簡單的結(jié)構(gòu)。隨著社會的進(jìn)步，人們對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)律以及結(jié)構(gòu)的強度和剛

8、度逐漸有了認(rèn)識，并且積累了經(jīng)驗，這表現(xiàn)在古代建筑的輝煌成就中，如埃及的金字塔，中國的萬里長城、趙州安濟(jì)橋、 北京故宮等等。 盡管在這些結(jié)構(gòu)中隱含有力學(xué)的知識，但并沒有形成一門學(xué)科。隨著人類的進(jìn)步發(fā)展，人們逐漸從這些結(jié)構(gòu)和實踐中總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)展成現(xiàn)代的力學(xué)理論與方法。這些理論和方法幾乎被應(yīng)用到了沒所有的領(lǐng)域。建筑的發(fā)展和力學(xué)是密不可分的，可以說沒有可靠的力學(xué)與結(jié)構(gòu)分析就沒有安全而又實用的優(yōu)秀建筑。尤其是對于現(xiàn)代建筑的意義更為重要，每一座好的建筑在建造前都要通過很多次的實驗驗證與安全評估，否則將產(chǎn)生諸多不好的后果，損失難以估計。首先是建筑結(jié)構(gòu)的合理性， 如何在實際情況下選取合適節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)方式完成

9、工程很重要。尤其要考慮到安全因素， 從整體的靜力分析到有線單元的桁架與混泥土結(jié)構(gòu)、再到外部環(huán)境因素，如風(fēng)載荷、地震波、特殊場地的特殊設(shè)計要求等，這些都是我們要關(guān)注的。其次是建筑物材料的選取應(yīng)得當(dāng)，這對建筑物質(zhì)量和性能將產(chǎn)生本質(zhì)的影響。不同的材料有著不同的強度、剛度、穩(wěn)定性及疲勞破損等，在工程應(yīng)用中要通過各種計算和軟件建筑工程申請認(rèn)證及實驗進(jìn)行模擬，使材料在實際環(huán)境中安全正常的工作，如上圖便是對房屋桁架的測試。 如何用最少的材料建造最安全實用的房屋是有一套完整有序的過程的，通過對建筑結(jié)構(gòu)模型的力學(xué)分析，如它的抗彎能力、實用載荷大小、彈性性能、震動要求等。尤其在一些大型橋梁建筑中使用的鋼結(jié)構(gòu)梁和拉桿等，在長期的負(fù)載作用下如何保持結(jié)構(gòu)的受力均衡和穩(wěn)定， 在建造過程中的步驟和難點都應(yīng)該預(yù)計的到，如鋼筋混泥土的選擇，斜拉桿的分布及個數(shù)的多少， 這些都對工程的施工和壽命有影響。所以做工程建造前必須有著嚴(yán)密的計算分析與可能出現(xiàn)情況的充分準(zhǔn)備及解決方案，這是每個工程建設(shè)人員必備的素養(yǎng)。最后是對工程實際環(huán)境的考察和科學(xué)估計。如高原與平原的不同。高山與土層的分布、風(fēng)載荷地震雨水冷濕等自然因素的考量。有些甚至要考慮到特殊的人文需要，如建造地鐵，我們必須避開高大建筑層和易塌方段，建在核電站的建筑等等， 在這些工程結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出一個有