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(shí)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(gè)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(shí)去熱愛一個(gè)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(jì)原理，計(jì)算方法，試驗(yàn)手段力學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合促使工程力學(xué)各個(gè)分支的形成和發(fā)展 力學(xué)按研究對(duì)象可劃分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個(gè)分支固體力學(xué)和流體力學(xué)通常采用連續(xù)介質(zhì)模型來研究；余下

2、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(dòng)力學(xué)兩個(gè)分支匯合而成，并衍生出空氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)、電流體動(dòng)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(dòng)力學(xué)、地球流體力學(xué)、理性力學(xué)、計(jì)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，這也給了我們繼續(xù)深

3、造的有利條件，有的時(shí)候看著教授們的研究成果和所做的項(xiàng)目也會(huì)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(shí)代的自然哲學(xué)，到牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)，直至現(xiàn)代物理中的相對(duì)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(huì)的進(jìn)步，物理已滲入到人類生活的各個(gè)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(huì)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(shí)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，小到我們的生活，大至航

4、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(gè)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(gè)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(huì)受到空氣對(duì)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?yàn)橹亓?，我們無論離地面多遠(yuǎn)，都不必?fù)?dān)心會(huì)在太空中飄浮，終有落到地面的時(shí)刻。又因?yàn)橹亓?，人類想要飛的夢(mèng)想還沒實(shí)現(xiàn)，而飛船衛(wèi)星的起飛是花費(fèi)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(shí)候，你受到了他給你的作用力，但是你的肩膀也打了他。兩個(gè)力是相同的，只不過因?yàn)閴簭?qiáng)

5、的不同，產(chǎn)生的效果也就不一樣。 力學(xué)知識(shí)在日常生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技中應(yīng)用非常廣泛，主要有（1）體育運(yùn)動(dòng)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(yùn)行、一些星體的發(fā)現(xiàn)、人類的太空活動(dòng)等；（3）交通安全方面：汽車制動(dòng)、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(shí)，常常利用重錘線來檢驗(yàn)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(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)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

6、重力的方向豎直向下。假如沒有重力，世界不可想象，水不能倒進(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(gè)自然界將是一片混濁。在講授重力時(shí)，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(shí)際密切相關(guān)。 2摩擦力的應(yīng)用 摩擦力是一個(gè)重要的力，它在社會(huì)生產(chǎn)生活實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛。如人們行走時(shí)，在光滑的地面上行走十分困難，這是因?yàn)榻佑|面摩擦太小的緣故；汽車上坡打滑時(shí)，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(yùn)動(dòng)員穿的滑冰鞋安裝滾珠是變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)

7、摩擦，從而減少摩擦而增大滑行速度；各類機(jī)器中加潤(rùn)滑油是為了減小齒輪間的摩擦，保證機(jī)器的良好運(yùn)行?？梢?，人類的生產(chǎn)生活實(shí)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(huì)生產(chǎn)生活活動(dòng)，力有大小、方向、作用點(diǎn)。如高大的建筑需要打牢基礎(chǔ)，橋梁設(shè)計(jì)需要精確計(jì)算各部分的受力大??；拔河需要用粗大一些繩子，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(yùn)動(dòng)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(shí)代就開始制造各種器物，如弓箭、房屋、舟楫

8、以及樂器等，這些都是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)律以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度逐漸有了認(rèn)識(shí)，并且積累了經(jīng)驗(yàn)，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(zhǎng)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(shí)，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(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)用的優(yōu)秀建筑。尤其是對(duì)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與安

9、全評(píng)估，否則將產(chǎn)生諸多不好的后果，損失難以估計(jì)。 首先是建筑結(jié)構(gòu)的合理性，如何在實(shí)際情況下選取合適節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)方式完成工程很重要。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(chǎng)地的特殊設(shè)計(jì)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(duì)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(qiáng)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(jì)算和軟件建筑工程申請(qǐng)認(rèn)證及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，使材料在實(shí)際環(huán)境中安全正常的工作，如上圖便是對(duì)房屋桁架的測(cè)試。如何用最少的材料建造最安全實(shí)用的房屋是有一套完整

10、有序的過程的，通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型的力學(xué)分析，如它的抗彎能力、實(shí)用載荷大小、彈性性能、震動(dòng)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(zhǎng)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(diǎn)都應(yīng)該預(yù)計(jì)的到，如鋼筋混泥土的選擇，斜拉桿的分布及個(gè)數(shù)的多少，這些都對(duì)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(jì)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(gè)工程建設(shè)人員必備的素養(yǎng)。 最后是對(duì)工程實(shí)際環(huán)境的考察和科學(xué)估計(jì)。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(gè)有一個(gè)特殊的規(guī)范和要求，如左圖的青藏鐵路建設(shè)，為了保證鐵路地基的長(zhǎng)年冷凍狀態(tài)，在鐵路兩旁的地基中插入了數(shù)千根散熱棒，否則地基會(huì)有于長(zhǎng)期的工作解凍坍塌裂縫等只是鐵軌受