動力學

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動力學Dynamics)是古典力學的一門分支,主要研究運動的變化與造成這變化的各種因素。換句話說,動力學研究對物體之運動所造成的影響。運動學則是純粹描述物體的運動,完全不考慮導致運動的因素。 更仔細地說,動力學研究由於力的作用,物理系統怎樣改變。動力學的基礎定律是艾薩克·牛頓提出的牛頓運動定律。對於任意物理系統,只要知道其作用力的性質,引用牛頓運動定律,就可以研究這作用力對於這物理系統的影響。 在經典電磁學裏,物理系統的動力狀況涉及了經典力學電磁學,需要使用牛頓運動定律、馬克士威方程式勞侖茲力方程式來描述。動力學是機械工程航空工程的基礎課程。

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力是一種造成物體加速的影響,也可以感官體驗為一種推擠或拖拉,這會造成物體改變方向、改變速度、暫時性或永久性的形變。力會迫使改變物體的運動狀態[1]力是一個向量,具有大小和方向。

牛頓運動定律[編輯]

牛頓運動定律描述物體與之間的關係,被譽為是古典力學的基礎。這定律是英國物理泰斗艾薩克·牛頓所提出的三條運動定律的總稱,其現代版本通常這樣表述:[2][3]

  • 第一定律(慣性定律):存在某些參考系,在其中,不受外力的物體都保持靜止或勻速直線運動。
  • 第二定律(加速度定律):施加於物體的淨外力等於此物體的質量加速度的乘積。
  • 第三定律(作用力與反作用力定律):當兩個物體互相作用時,彼此施加於對方的力,其大小相等、方向相反。

牛頓在發表於1687年7月5日的鉅著《自然哲學的數學原理》裏首先整理出這三條定律。[4]應用這些定律,牛頓可以分析各種各樣動力運動。例如,在此書籍第三卷,牛頓應用這些定律與牛頓萬有引力定律來解釋克卜勒行星運動定律

分支領域[編輯]

一般而言,動力學討論的課題約略為以下幾點:

參考文獻[編輯]

  1. ^ Goc, Roman. Force in Physics (Physics tutorial). 2004-2005 copyright date [2010-02-18]. 
  2. ^ Halliday, David; Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamental of Physics. 7th, USA: John Wiley and Sons, Inc.. 2005:  pp. 88f, ISBN 0-471-23231-9 
  3. ^ Reif, Frederick, Understanding Basic Mechanics. 2, illustrated, Wiley. 1995:  pp. 95, ISBN 9780471116240 
  4. ^ Newton 1846,第83-93頁

參見[編輯]

外部鏈結[編輯]