力学与工程概论

1力学与工程概论2本课程的教学内容大家所最关心的问题力学的发展简史力学在各方面的应用21世纪力学发展趋势教学计划安排了那些力学课程期望3本专业毕业能干什么？力学是基础科学，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。与力学相关的基础学科有数学、物理、化学、天文、地球科学及生命科学等，与力学相关的工程学科有机械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等。4本专业毕业能干什么？由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，从这个意义上讲，力学专业培养人才的对口是非常宽的，社会对力学人才的需求也是很多的。5本专业毕业能干什么？随着力学学科的发展，在本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学；将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学；可以预料，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将会进一步加强。这些都是近年来力学学科发展的亮点。6本专业毕业能干什么？结论宽口径前途无量71920年以前力学发展史中的100篇重要文献20世纪理论与应用力学的十大进展力学发展简史8力学发展简史亚里斯多德(Aristotle)在公元前350年完成《论天》(Ontheheavens)中阐述了落体加速度与重量成正比的论断。阿基米德(Archimedes，287BC-212BC)在《论浮体》(Onfloatingbodies)中讨论了流体重物体的平衡问题。在《论平面图形的平衡》(Ontheequilibriumofplanes)中讨论了杠杆原理与平面图形物体的重心。摘引自武际可教授1920年前力学史中100篇重要文献也可参考他的《力学史》一书9托勒密(Ptolemy,100-170)在《大汇编》(Almagest)中建立了太阳系运行的托勒密体系。希罗(HeroofAlexandria,约公元60)在《气体力学》(Pneumatics)中涉及了真空、水与空气的压力、虹吸管、玩具和一种用正气驱动的旋转机械。在《力学》(Mechanics)中介绍了运动、平衡和简单机械的知识。力学发展简史10帕普斯(PappusAlexandrinus，300-350)在《数学汇编第八卷》(MathematicalCollec-tionBook8)中汇集了古希腊对力学研究的成果。1022约旦努(JordanusdeNemore,1220)在《重物的论述》(Liberdeponderibus)中讨论了物体的平衡问题，包含了虚功原理的萌芽。1533力学发展简史哥白尼(NicholasCopernicus,1473-1543)在《天体运行论》(Derevolutionibusorbiumcelestium)中提出了太阳系的哥白尼系统。154311开普勒(JohannesKepler,1571-1630)在《宇宙的和谐》(Harmonicemindi)中总结了行星运行的三大定律。1619斯梯芬(SemonStevin,1548-1620)的《静力学原理》(Staticaeelementis)是静力学体系标志性著作。1586力学发展简史默森(MarinMersenne,1588-1648)在《宇宙的和谐》(Traitedel’HarmonieUniverselle)是最早关于声音、音乐和乐器的著作。162712邓玉函(JoannesTerrens,1576-1630)王徵在《远西奇器图说》中最早介绍了西方力学知识。1627伽利略(GalileoGalilei，1564-1642)在《关于托勒密与哥白尼两大世界体系的对话》(Thesystemoftheworld:infourdialogueswhere-inthetwograndsystemesofPtolemyandCopernicus)中系统地论证了哥白尼系统，提出了惯性运动的概念。1632力学发展简史《关于两门新学科的对话》总结了材料强度、自由落体和抛物体的运动规律。163813托里拆利(EvangelistaTorrielli，1608-1647)在《论重物的运动》(Demotugravium)中证明了孔口出流的速度与液高的平方根成比例(即托里拆利定理)，还指出位置最低时平衡得好，是平衡稳定性的最早提法。1644力学发展简史波义耳(Boyle,Hobert,1627-1691)在《关于空气的弹性及其效果的物理力学新实验》(Newexperimentsphysico-mechanicall,tou-chingthespringoftheairanditseffects)中以系统的实验论证了气体的弹性。166014帕斯卡(BlaisePascal,1623-1662)在《论液体平衡和空气的重量》(Traitesdel’equilibredesliqueursetdelapesenteurdelamassedel’air)中总结和提出帕斯卡原理，并总结了关于其压的一系列实验。1663力学发展简史马略特(EdmeMariotte,1620-1684)在《论物体的撞击与碰撞》(Tratitedelapercussionouchocqdescorps)中总结了前人碰撞问题的实验，得到了动量守恒定律。167115在《论水和其他流体的运动》(Traitedumou-vementdeseauxetdesautrescorpsfluides)中研究了流体的阻力，得到流体阻力与速度的平方成比例的结论。1686力学发展简史惠更斯(ChristianHuygens,1629-1695)在《摆钟论》(Horologiumoscillatorium)中讨论了约束在圆上的质点运动规律，论证了摆的等时性，提出了等时摆的概念。1673胡克(RobertHooke,1635-1703)在《论弹簧》(Lecturesofsprings)中研究了物体的弹性。167816莱布尼兹(IsaacNewton,1616-1716)在《笛卡尔的一个出名错误的简短证明》(BrevisdemonstratioerrorismemorabilisCartesii)中提出活力，即动能守恒定律。1686牛顿(IsaacNewton,1642-1727)在《自然哲学的数学原理》(Philosophianaturalisprin-cipiamathe-matica)中总结了经典力学体系，证明了万有引力下行星运动服从开普勒三定律。1687力学发展简史17力学发展简史雅克布.伯努利(JacobBernoulli,1654-1705)在《等周问题实解》(Solutionpropriaproblematisiso-perimetrici)中建立了变分问题，总结了最速落体问题。1700《弹性梁弯曲的假设与证明》(Veritablehypothesedelarisstancedessolidesaveclademonstra-tiondelacourburedescorpsquifontresort)中建立了两地弯曲理论。1705丹尼尔.伯努利(DanilBernoulli,1700-1782)在《流体动力学》(Hydrodynamica)中总结了流体压强与速度的关系，被称为伯努利定律。173818欧拉(LeounardEuler,1707-1783)在《力学》(Mecha-nics)中汇集了他对质点和质点系力学系统的研究成果。1736在《刚体运动理论》(Theoriamotuscorporumsolidorum)中提出刚体运动的一般方程并解决了一种可积情形。1765力学发展简史达朗贝尔(JeanleRondd’Alembert,1717-1783)在《论动力学》(Traitededynamique)中提出和总结了达朗贝尔原理和虚功原理。1743《流体的阻力》(Essaid’unenouvelletheoriedelaresistancedesfluides)中理想流体中没有阻力的矛盾。175219莫培督(PierredeMaupertuis,1698-1759)在《宇宙论》(Essaidecosmologie)中最早陈述了。最小作用原理。1750玻素(CharlesBossut,1730-1814)在《流体阻力的新实验》(NouvellesExperiencessurlaresista-ncedesfluides)中总结了船体阻力的实验规律，开辟了船池实验新领域。1777力学发展简史拉格朗日(J.L.Lagrange,1736-1813)在《分析力学》(Mecaniqueanalytique)是分析力学的奠基性文章。178820库仑(CharlesAugustinCoulomb,1736-1806)在《论简单机械》(Theroriedesmachinessimp-les)中最早给出了摩擦力所遵从的规律。1781班锁(LouisPoinsot,1777-1859)在《静力学原理》(Elementsdestatique)中引进了力偶的概念、系统讨论了力系的简化，提出刚体平衡的条件。1803力学发展简史托马斯.杨(ThomasYoung,1773-1829)在《自然哲学讲义》(Acourseoflecturesonnaturalphilosophyandthemechanicalarts)中提出了杨氏模量，最早提出能量概的念。180721拉普拉斯(PierreSimmonLaplace,1749-1827)在《天体力学》(Mecaniqueceleste)中系统发展了围绕天体力学的一套数学方法，如势论、摄动法等等。1798-1825凯利(GeorgeCayley,1773-1858)在《论空中航行》(OnAerialNavigation)中开辟了从空气动力学来探讨飞行的道路。1809-1810力学发展简史泊松(S.D.Poisson,1781-1840)在《力学教程》(Traitedemacanique)是影响深远的一套理论力学教材。181122在《弹性体的平衡与运动》(Memeoriresurl’equi-libreetlemouvmentdescorpselasti-ques)中最早提出弹性体变形的泊松系数。1829纳维(C.L.M.H.Navier,1785-1836)在《论弹性体的平衡与运动》(Surlesloisdel’equilibreetdumouvementdescorpssolideselastiques)中最早提出弹性体运动的一般方程。1821在《流体的运动法则》(Memoiresurlesdumou-vementdesfluides)中最早提出黏性流体的运动方程。1823力学发展简史23哈密顿(WilliamRowan,Hamilton,1805-1865)《论动力学中的一个普遍方法》(Onangeneralme-thodindynamics),1834和1835《再论动力学中的一个普遍方法》中发展了分析力学，给出了哈密顿函数和哈密顿方程。傅立叶(JeanBaptisteJosephFourier,1768-1830)在《热的解析》(Theorianalytiquedelachaleur)中奠定了解热传导偏微分方程的基础，开创了量纲分析法。1822力学发展简史24卡诺(SadiCarnot,1796-1832)在《论火的故事》(Reflexionssurlapuissancemortisedufeu)是热力学第二定律研究的开始。1824柯西(AugustinlouisCauchy,1789-1857)在《弹性或非弹性固体的运动方程》(Surlesequationsquiexperiment