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力學
【簡介】
力學是研究物質機械運動規律的科學。自然界物質有多種層次，從宇觀的宇宙體係，宏觀的天體和常規物體，細觀的顆粒、纖維、晶體，到微觀的分子、原子、基本粒子。通常理解的力學以研究天然的或人工的宏觀對象為主。但由於學科的互相滲透，有時也涉及宇觀或細觀甚至微觀各層次中的對象以及有關的規律。
力學又稱經典力學，是研究通常尺寸的物體在受力下的形變，以及速度遠低於光速的運動過程的一門自然科學。力學是物理學、天文學和許多工程學的基礎，機械、建築、航天器和船艦等的合理設計都必須以經典力學為基本依據。
機械運動是物質運動的最基本的形式。機械運動亦即力學運動，是物質在時間、空間中的位置變化，包括移動、轉動、流動、變形、振動、波動、擴散等。而平衡或靜止，則是其中的特殊情況。物質運動的其他形式還有熱運動、電磁運動、原子及其內部的運動和化學運動等。
力是物質間的一種相互作用，機械運動狀態的變化是由這種相互作用引起的。靜止和運動狀態不變，則意味著各作用力在某種意義上的平衡。因此，力學可以說是力和(機械)運動的科學。
力學在漢語中的意思是力的科學。漢語“力”字最初表示的是手臂使勁，後來雖又含有他義，但都同機械或運動沒有直接聯係。“力學”一詞譯自英語mechanics(源於希臘語μηχανη——機械)。在英語中，mechanics是一個多義詞，既可釋作“力學”，也可釋作“機械學”、“結構”等。在歐洲其他語種中，此詞的語源和語義都與英語相同。漢語中沒有同它對等的多義詞。mechanics在19世紀50年代作為研究力的作用的學科名詞傳入中國時，譯作“重學”，後來改譯作“力學”，一直使用至今。“力學的”和“機械的” 在英語中同為mechanical，而現代漢語中“機械的”又可理解為“刻板的”。這種不同語種中詞義包容範圍的差異，有時引起國際學術交流中的周折。例如機械的(mechanical)自然觀，其實指用力學解釋自然的觀點，而英語mechanist是指機械師，不是指力學家。
[編輯本段]【發展簡史】
力學知識最早起源於對自然現象的觀察和在生產勞動中的經驗。人們在建築、灌溉等勞動中使用杠杆、斜麵、汲水等器具，逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識。古希臘的阿基米德對杠杆平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了係統研究，確定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
古代人還從對日、月運行的觀察和弓箭、車輪等的使用中，了解一些簡單的運動規律，如勻速的移動和轉動。但是對力和運動之間的關係，隻是在歐洲文藝複興時期以後才逐漸有了正確的認識。
伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規律，提出加速度的概念。牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。伽利略、牛頓奠定了動力學的基礎。牛頓運動定律的建立標誌著力學開始成為一門科學。
此後，力學的研究對象由單個的自由質點，轉向受約束的質點和受約束的質點係。這方麵的標誌是達朗貝爾提出的達朗貝爾原理，和拉格朗日建立的分析力學。其後，歐拉又進一步把牛頓運動定律用於剛體和理想流體的運動方程，這看作是連續介質力學的開端。
運動定律和物性定律這兩者的結合，促使彈性固體力學基本理論和粘性流體力學基本理論孿生於世，在這方麵作出貢獻的是納維、柯西、泊鬆、斯托克斯等人。彈性力學和流體力學基本方程的建立，使得力學逐漸脫離物理學而成為獨立學科。
從牛頓到漢密爾頓的理論體係組成了物理學中的經典力學。在彈性和流體基本方程建立後，所給出的方程一時難於求解，工程技術中許多應用力學問題還須依靠經驗或半經驗的方法解決。這使得19世紀後半葉，在材料力學、結構力學同彈性力學之間，水力學和水動力學之間一直存在著風格上的顯著差別。
20世紀初，隨著新的數學理論和方法的出現，力學研究又蓬勃發展起來，創立了許多新的理論，同時也解決了工程技術中大量的關鍵性問題，如航空工程中的聲障問題和航天工程中的熱障問題等。
這時的先導者是普朗特和卡門，他們在力學研究工作中善於從複雜的現象中洞察事物本質，又能尋找合適的解決問題的數學途徑，逐漸形成一套特有的方法。從20世紀60年代起，計算機的應用日益廣泛，力學無論在應用上或理論上都有了新的進展。
力學在中國的發展經曆了一個特殊的過程。與古希臘幾乎同時，中國古代對平衡和簡單的運動形式就已具備相當水平的力學知識，所不同的是未建立起像阿基米德那樣的理論係統。到明末清初，中國科學技術已顯著落後於歐洲。
[編輯本段]【學科性質】
物理科學的建立是從力學開始的。在物理科學中，人們曾用純粹力學理論解釋機械運動以外的各種形式的運動，如熱、電磁、光、分子和原子內的運動等。當物理學擺脫了這種機械(力學)的自然觀而獲得健康發展時，力學則在工程技術的推動下按自身邏輯進一步演化，逐漸從物理學中獨立出來。
20世紀初，相對論指出牛頓力學不適用於高速或宇宙尺度內的物體運動；20年代，量子論指出牛頓力學不適用於微觀世界。這反映人們對力學認識的深化，即認識到物質在不同層次上的機械運動規律是不同的。所以通常理解的力學，是指以宏觀的機械運動為研究內容的物理學分支學科。許多帶“力學”名稱的學科，如熱力學、統計力學、相對論力學、電動力學、量子力學等，在習慣上被認為是物理學的其它分支，不屬於力學的範圍。
力學與數學在發展中始終相互推動，相互促進。一種力學理論往往和相應的一個數學分支相伴產生，如運動基本定律和微積分，運動方程的求解和常微分方程，彈性力學及流體力學和數學分析理論，天體力學中運動穩定性和微分方程定性理論等，因此有人甚至認為力學應該也是一門應用數學。但是力學和其它物理學分支一樣，還有需要實驗基礎的一麵，而數學尋求的是比力學更帶普遍性的數學關係，兩者有各自不同的研究對象。
力學不僅是一門基礎科學，同時也是一門技術科學，它是許多工程技術的理論基礎，又在廣泛的應用過程中不斷得到發展。當工程學還隻分民用工程學(即土木工程學)和軍事工程學兩大分支時，力學在這兩個分支中就已經起著舉足輕重的作用。工程學越分越細，各個分支中許多關鍵性的進展，都有賴於力學中有關運動規律、強度、剛度等問題的解決。
力學和工程學的結合，促使了工程力學各個分支的形成和發展。現在，無論是曆史較久的土木工程、建築工程、水利工程、機械工程、船舶工程等，還是後起的航空工程、航天工程、核技術工程、生物醫學工程等，都或多或少有工程力學的活動場地。
力學既是基礎科學又是技術科學這種二重性，有時難免會引起分別側重基礎研究和應用研究的力學家之間的不同看法。但這種二重性也使力學家感到自豪，它們為溝通人類認識自然和改造自然兩個方麵作出了貢獻。
[編輯本段]【學科分類】
力學可粗分為靜力學、運動學和動力學三部分，靜力學研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學隻考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關係；動力學討論物體運動和所受力的關係。
力學也可按所研究對象區分為固體力學、流體力學和一般力學三個分支，流體包括液體和氣體；固體力學和流體力學可統稱為連續介質力學，它們通常都采用連續介質的模型。固體力學和流體力學從力學分出後，餘下的部分組成一般力學。
一般力學通常是指以質點、質點係、剛體、剛體係為研究對象的力學，有時還把抽象的動力學係統也作為研究對象。一般力學除了研究離散係統的基本力學規律外，還研究某些與現代工程技術有關的新興學科的理論。
一般力學、固體力學和流體力學這三個主要分支在發展過程中，又因對象或模型的不同出現了一些分支學科和研究領域。屬於一般力學的有理論力學(狹義的)、分析力學、外彈道學、振動理論、剛體動力學、陀螺力學、運動穩定性等；屬於固體力學的有材料力學、結構力學、彈性力學、塑性力學、斷裂力學等；流體力學是由早期的水力學和水動力學這兩個風格迥異的分支匯合而成，現在則有空氣動力學、氣體動力學、多相流體力學、滲流力學、非牛頓流體力學等分支。各分支學科間的交叉結果又產生粘彈性理論、流變學、氣動彈性力學等。
力學也可按研究時所采用的主要手段區分為三個方麵：理論分析、實驗研究和數值計算。實驗力學包括實驗應力分析、水動力學實驗和空氣動力實驗等。著重用數值計算手段的計算力學，是廣泛使用電子計算機後才出現的，其中有計算結構力學、計算流體力學等。對一個具體的力學課題或研究項目，往往需要理論、實驗和計算這三方麵的相互配合。
力學在工程技術方麵的應用結果形成工程力學或應用力學的各種分支，諸如土力學、岩石力學、爆炸力學複合材料力學、工業空氣動力學、環境空氣動力學等。
力學和其他基礎科學的結合也產生一些交又性的分支，最早的是和天文學結合產生的天體力學。在20世紀特別是60年代以來，出現更多的這類交叉分支，其中有物理力學、化學流體動力學、等離子體動力學、電流體動力學、磁流體力學、熱彈性力學、理性力學、生物力學、生物流變學、地質力學、地球動力學、地球構造動力學、地球流體力學等。
[編輯本段]【主要理論】
1.物體運動三定律。
2.達朗貝爾原理
3.分析力學理論
4連續介質力學理論
5.彈性固體力學基本理論
6.粘性流體力學基本理論
[編輯本段]【研究方法】
力學研究方法遵循認識論的基本法則：實踐——理論——實踐。
力學家們根據對自然現象的觀察，特別是定量觀測的結果，根據生產過程中積累的經驗和數據，或者根據為特定目的而設計的科學實驗的結果，提煉出量與量之間的定性的或數量的關係。為了使這種關係反映事物的本質，力學家要善於抓住起主要作用的因素，屏棄或暫時屏棄一些次要因素。
力學中把這種過程稱為建立模型。質點、質點係、剛體、彈性固體、粘性流體、連續介質等是各種不同的模型。在模型的基礎上可以運用已知的力學或物理學的規律，以及合適的數學工具，進行理論上的演繹工作，導出新的結論。
依據所得理論建立的模型是否合理，有待於新的觀測、工程實踐或者科學實驗等加以驗證。在理論演繹中，為了使理論具有更高的概括性和更廣泛的適用性，往往采用一些無量綱參數如雷諾數、馬赫數、泊鬆比等。這些參數既反映物理本質，又是單純的數字，不受尺寸、單位製、工程性質、實驗裝置類型的牽製。
力學研究工作方式是多樣的：有些隻是純數學的推理，甚至著眼於理論體係在邏輯上的完善化；有些著重數值方法和近似計算；有些著重實驗技術等等。而更大量的則是著重在運用現有力學知識，解決工程技術中或探索自然界奧秘中提出的具體問題。
現代的力學實驗設備，諸如大型的風洞、水洞，它們的建立和使用本身就是一個綜合性的科學技術項目，需要多工種、多學科的協作。應用研究更需要對應用對象的工藝過程、材料性質、技術關鍵等有清楚的了解。在力學研究中既有細致的、獨立的分工，又有綜合的、全麵的協作。
[編輯本段]【應用領域】
力學是物理學、天文學和許多工程學的基礎，機械、建築、航天器和船艦等的合理設計都必須以經典力學為基本據。機械運動是物質運動的最基本的形式。機械運動亦即力學運動。
在力學理論的指導或支持下取得的工程技術成就不勝枚舉。最突出的有：以人類登月、建立空間站、航天飛機等為代表的航天技術；以速度超過5倍聲速的軍用飛機、起飛重量超過300t、尺寸達大半個足球場的民航機為代表的航空技術；以單機功率達百萬千瓦的汽輪機組為代表的機械工業，可以在大風浪下安全作業的單台價值超過10億美元的海上采油平台；以排水量達5×105t的超大型運輸船和航速可達30多節、深潛達幾百米的潛艇為代表的船舶工業；可以安全運行的原子能反應堆；在地震多發區建造高層建築；正在陸上運輸中起著越來越重要作用的高速列車，等等，甚至如兩彈引爆的核心技術，也都是典型的力學問題。
總之還有許多的問題。
[編輯本段]【重要著作】
1687年7月出版的《自然哲學的數學原理》（拉丁文：Philosophiae Naturalis Principia Mathematica），牛頓介紹了力學的基本運動三定律與基本的力學量。
[編輯本段]【著名人物】
1.阿基米德
古希臘的阿基米德對杠杆平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了係統研究，確定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
2.伽利略
伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上，最早闡明自由落體運動的規律，提出加速度的概念。
3.牛頓
牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律)，提出物體運動三定律。
[編輯本段]【發展趨勢】
（1）固體力學
經典的連續介質力學將可能會被突破。新的力學模型和體係，將會概括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及這些因素的演化，從而使複合材料(包括陶瓷、聚合物和金屬)的強化、韌化和功能化立足於科學的認識之上。
固體力學將融匯力-熱-電-磁等效應。機械力與熱、電、磁等效應的相互轉化和控製，目前大都還限於測量和控製元件上，但這些效應的結合孕育著極有前途的新機會。近來出現的數百層疊合膜“摩天大廈”式的微電子元器件，已迫切要求對這類力-熱-電耦合效應做深入的研究。以“Mechronics”為代表的微機械、微工藝、微控製等方麵的發展，將會極大地推動對力-熱-電-磁耦合效應的研究。
（2）流體力學
今後，空天飛機和新一代的超聲速民航機的成功研製將首先取決於流體力學的進展。在有關的高溫空氣動力學中必須放棄原先的熱力學平衡的假定。吸氣式發動機中H2，O2在超聲速流動狀態下的混合、點火等，都是過去的理論和實踐未能解決的難題。超聲速流邊界層的控製、減阻以及降噪控製等也帶來一係列新問題。
（3）一般力學
一般力學近來已開始進入生物體運動問題的研究，研究了人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。這種在宏觀範圍內對生物體進行的研究，已經帶來了一些新的結果。億萬年生物進化的結果，的確把優化的運動機能賦與了生存下來的物種。對其進一步研究，可以提供生物進化方向的理性認識，也可為人類進一步提高某些機構或機械的性能提供方向性的指導。以下幾個方麵的問題應當給予充分重視：(1)固體的非平衡/不可逆熱力學理論；(2)塑性與強度的統計理論；(3)原子乃至電子層次上子係統(原子鍵，位錯，空位等缺陷)的動力學理論。為深入進行這些研究，應當充分利用與開發計算機模擬(如分子動力學)和現代宏、細、微觀實驗與觀測技術。 工科離不開力學，在工科基礎課中，開設了不同的力學課程：理論力學，假設物體不發生變形，用傳統數學物理方法研究一切質點，物體的運動，靜力學和動力學原理，機械原理的理論基礎。材料力學，傳統方法研究物體在各種載荷下，包括靜力，靜扭矩，靜彎矩，振動，碰撞等，機械零部件和裝配設計，機械加工的理論基礎。流體力學，研究一切流體在容器、管道中運動規律和力學特性，液壓、氣動、熱分析的理論基礎。分析力學，使用計算數學方法分析力學有限元素法，把受力對象拆解成有限個元素，對每個元素進行受力分析，通過聯立偏微分方程組，用泛函求解，計算出每個元素，每個節點的應力應變。聯立方程組可化為剛度矩陣和自由度組成的矩陣方程。
參考資料：

多高的樓需要陀螺

就是用慣性儀表來測量車身的運動參數，空間姿態，加速度矢量，
這些都是基本原理。
現在都用進口器件來實現，國內製造的慣性儀表精度低，價格高，沒法與國外競爭，除非是國外禁運。
在這些精密儀器領域，中國最頂級的產品與西方工業發達國家的差距至少是2個數量級別到3個數量級別，那些論文、科技成果、獎章、獎狀、職稱、學曆，都是嚇唬老百姓地，高層十分清楚，再投多少錢下去都沒有長進，隻不過是鄧小平首先公開披露事實而已，香蕉视频网站入口與世界先進水平的差距是越來越大了。
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對於攀爬樓梯的輪椅，用普通的傾斜傳感器就可以了，從一美元一個到3000千人民幣一個的器件，都可以滿足要求。
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至於外骨骼助力裝置、外骨骼機器人搭載人體攀爬樓梯，就更沒有戲了，
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用液壓吧，那更昂貴！！連管道、接頭、電動控製閥門都完全得依賴進口！
所以，以上問題的關鍵是工業基礎，百姓大眾的消費水平，與那些管理文憑、藝術修養等等好不搭界，偏偏那些流氓***在忽悠大眾。
你就死了這個念頭吧，去做點實在的事情，掙錢糊口要緊，
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你所追求的裝置，他們要做起來可是得心應手哇。
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現在的產品起價就是3萬元人民幣，8萬元人民幣也正常，30萬元一台也有道理，
國內消費不起啊。
無數在社會底層的人們，無不期盼著用幾千元就做出來，
那國家級別的機械研究院、機械研究所、生產數控機床的大企業不早就做濫啦？？！！！
所以，前不久見到一個百度知道網站的帖子，
該用戶說明他掌控有數控加工中心可以自由使用，
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你們應當衝上去耶！！！！！
從表麵上來看，設計是十分簡單的事情，
首先是進行動力學計算機模擬仿真，這有進口軟件可以依賴，
然後是結構最佳設計計算機模擬，也有進口軟件，可以預先知道哪裏應力集中，要加固等等。
接著是傳動機構計算機模擬，進口軟件能夠看出各個部件之間是否發生運動幹涉，運動是否順暢，計算機上的分析工作結束後，就自動生成零部件加工數據文件，在數控加工中心上麵開工製造。
雇傭幾個博士後和碩士就可以組成團隊，中國這幾年不是有私人投資組建大型飛機設計公司嘛，
這就是國際上成熟的路徑和流程。
你們砸錢下去，就有結果啦！快去搶占市場，開拓商機哇！！！

誰能教教我物理中的力，杠杆，滑輪，重力是什麽，要怎樣運用這些知識啊

力是物體對物體的作用，或者說力是物體之間的作用。例如您打字時，手指要作用在鍵帽上向下壓，這就是手指對鍵帽的作用，或者說手指對鍵帽有力的作用。
同時手指感覺到鍵帽向上頂手指，這就是鍵帽對手的作用，這也是力，一般叫反作用力，注意：作用力與反作用力是同時出現，同時消失的，大小相同，方向相反。

重力是香蕉视频网站入口腳下的地球對地球表麵附近的任何物體都有的吸引作用，把這個吸引作用叫物體所受的重力。方向豎直向下。例如電腦、桌子、香蕉视频网站入口自己，家裏家俱，都能在地麵上穩定不動，都是因為有重力的作用原因，要不是地球吸引，全飛得找不到了。

杠杆是一根不能變形的棒子，下麵有一個支點支著，或者上麵有一個拉的東西在拉著它，在支點的兩側或者同側，一般有二個力作用在這個棒子上，，也可能有更多的力作用在它上麵，看這個棒子怎樣運動，產生什麽情況等等。一般是在平衡條件下，這樣好解題。

滑輪比較好玩，按給的情況，有的滑輪中心位置不能移動，隻是它自己在原地轉圈，這樣的叫定滑輪；有的滑輪中心能隨著與它連在一起的重物或者說貨物運動的，這樣的叫動滑輪。

對於定滑輪，因為從中心到邊上的距離相同，可以想象成一個簡單的杠杆，兩邊的力肯定是相同的，所以說定滑輪不改變力的大小，隻改變力的方向。

對於動滑輪，因為它的位置一直在動，這就要求它兩邊的繩子必須是拉緊的，拉不緊的話，這個滑輪會向下掉下去，掉的結果還是要兩邊的繩子必須是拉緊的。因為兩邊的繩子是一樣的鬆緊，所以兩邊繩子上受的力的大小肯定是相同的，不同的話，這個滑輪就還要向下掉，一直掉到兩邊的鬆緊一樣，實質是兩邊繩子的拉力必須相同。所以如果這個動滑輪下麵有一個重物，或者說受一個向下的拉力，那麽這個重物的重力就會被上麵兩個相同的拉力平衡了，所以上麵的兩個同的拉力，每個拉力隻需要有下麵重物的重力的一半就可以了，所以說用動滑輪可以省力：注意，省得不是總力，總力一點也不能省，總力要是省了，那下麵掛的東西不就掉下去了嗎？那怎樣還說省力了？你想一下：這個動滑輪上麵隻有一條繩子繞了一個圈，上麵有兩個拉頭，工作時一般人隻能拉一個頭，你不能兩個頭都用手拉著，那還有什麽意思？所以人就要拉一個頭就可以解決問題了，在人隻拉一個頭的情況下，人實際上隻付出了一條繩子的力，另一邊的繩子是在上麵的地方掛著的，人不需要付出另一半的力，所以說，動滑輪就省了力，最簡單的就是一個動滑輪下麵有一重物，人拉一條繩子，人省了一半的力。

多做一點簡單的題，找到感覺就好了。不難的，要學會把書上的語言變成自己的白話，就好理解了。