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成为一门科学。
此后。力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理。和拉格朗日建立的分析力学。其后,欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程,这看作是连续介质力学的开端。
运动定律和物性定律这两者的结合,促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世,在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立,使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。
从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后,所给出的方程一时难于求解,工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶。在材料力学、结构力学同弹性力学之间,水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差别。20世纪初,随着新的数学理论和方法的出现,力学研究又蓬勃发展起来,创立了许多新的理论,同时也解决了工程技术中大量的关键性问题,如航空工程中的声障问题和航天工程中的热障问题等。
这时的先导者是普朗特和卡门,他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察事物本质,又能寻找合适的解决问题的数学途径,逐渐形成一套特有的方法。从20世纪60年代起。计算机的应用日益广泛,力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。
力学在中国的发展经历了一个特殊的过程。与古希腊几乎同时,中国古代对平衡和简单的运动形式就已具备相当水平的力学知识。所不同的是未建立起像阿基米德那样的理论系统。到明末清初,中国科学技术已显著落后于欧洲。
重要著作
《自然哲学的数学原理》(又译《自然哲学之数学原理》,拉丁文:philosatica),是英国伟大的科学家艾萨克。牛顿的代表作。成书于1687年。
简介
《自然哲学的数学原理》是第一次科学革命的集大成之作,被认为是古往今来最伟大的科学著作,它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上,牛顿遵循古希腊的公理化模式,从定义、定律(公理)出发,导出命题;对具体的问题(如月球的运动)。他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分,首先“定义”。这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”,包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样。都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动,许多命题涉及已知力解定受力物体的运动状态(轨道、速度、运动时间等),以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷是标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律,并由此研究地球的形状,解释海洋的潮汐,探究月球的运动,确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。
目录
序言
定义
运动的公理或定律
第一编物体的运动
第1章初量与终量的比值方法,由此可以证明下述命题
第2章向心力的确定
第3章物体在偏心的圆锥曲线上的运动
第4章由已知焦点求椭圆;抛物线和双曲线的轨道
第5章焦点未知时怎样求轨道
第6章怎样求已知轨道上的运动
第7章物体的直线上升或下降
第8章受任意类型向心力作用的物体环绕轨道的确定
第9章沿运动轨道的物体运动;回归点运动
第10章物体在给定表面上的运动;物体的摆动运动
第11章受向心力作用物体的相互吸引运动
第12章球体的吸引力
第13章非球形物体的吸引第14章受指向极大物体各部分向心力推动的极小物体的运动
第二编物体(在阻滞介质中)的运动
第1章受与速度正比的阻力作用的物体运动
第2章受正比于速度平方的阻力作用的物体运动
第3章物体受部分正比于速度平方的阻力作用的物体运动