动能定理英文解释翻译、动能定理的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 theorem of kinetic energy
分词翻译:
动的英语翻译:
act; move; stir; use
【医】 kino-
能的英语翻译:
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy
定理的英语翻译:
theorem
【化】 theorem
【医】 theorem
专业解析
动能定理(Work-Energy Theorem)是经典力学中的核心定律,描述物体动能变化与外力做功的关系。其汉英对照定义为:
动能定理(Kinetic Energy Theorem):当合外力对物体做功时,物体动能的变化量等于所有外力做功的代数和,即
$$
Delta KE = W_{text{total}}
$$
其中,$Delta KE = frac{1}{2}mv - frac{1}{2}mv0$,$W{text{total}}$为合外力对物体所做的总功。
核心要点
-
数学表达式
定理的微分形式为:
$$
d(KE) = mathbf{F} cdot dmathbf{s}
$$
积分形式即 $Delta KE = int mathbf{F}_{text{net}} cdot dmathbf{s}$,适用于宏观低速运动物体。
-
适用范围
定理在惯性参考系中成立,且要求力的作用方式为经典力学范畴(非量子效应或相对论效应)。
-
应用场景
- 机械系统能量转换分析(如弹簧振子、滑轮系统)
- 碰撞问题中动能损失计算
- 航天器轨道变轨能量预算
权威参考
- 乔治亚州立大学物理系《HyperPhysics》对动能定理的公式推导(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work.html)
- MIT开放式课程《经典力学》对定理适用条件的说明(https://ocw.mit.edu/courses/8-01sc-classical-mechanics)
- 《大学物理学》(张三慧著)第5章关于非保守力系统中定理的修正形式
网络扩展解释
动能定理是经典力学中描述物体动能变化与外力做功关系的核心定理。以下是详细解释:
一、定理表述
动能定理指出:合外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量。公式表示为:
$$
W{text{合}} = Delta KE = frac{1}{2}mv{text{末}} - frac{1}{2}mv_{text{初}}
$$
其中:
- ( W_{text{合}} ) 是所有外力做功的代数和;
- ( Delta KE ) 是动能变化量;
- ( m ) 为物体质量,( v{text{初}} )、( v{text{末}} ) 为初、末速度。
二、推导过程(以恒力为例)
- 根据牛顿第二定律 ( F_{text{合}} = ma );
- 结合运动学公式 ( v{text{末}} - v{text{初}} = 2a cdot s )(( s ) 为位移);
- 合外力做功 ( W{text{合}} = F{text{合}} cdot s = ma cdot s );
- 代入加速度表达式得 ( W{text{合}} = frac{1}{2}m(v{text{末}} - v_{text{初}}) ),即动能定理。
三、核心特点
- 标量性:仅关注动能大小变化,不涉及方向;
- 普适性:适用于恒力、变力或曲线运动;
- 简化计算:只需初末状态动能和总功,无需分析中间过程;
- 能量视角:将力与能量转化直接关联,拓展了力学分析思路。
四、典型应用场景
- 自由落体:重力做功 ( mgh = frac{1}{2}mv - 0 ),可求落地速度;
- 刹车问题:摩擦力做功 ( -f cdot s = 0 - frac{1}{2}mv ),可求刹车距离;
- 变力问题:如弹簧弹力做功,通过积分计算总功再求速度变化。
五、注意事项
- 参考系:需在惯性参考系中使用;
- 合外力:需计算所有力(包括重力、摩擦力等)的功;
- 适用范围:仅适用于宏观低速情况,相对论中需修正。
与其他定理对比
- 动量定理:反映力的时间累积效应(( F Delta t = Delta p ));
- 机械能守恒:仅当只有保守力做功时成立,而动能定理无条件成立。
理解动能定理有助于跳出单纯受力分析的框架,从能量转换角度高效解决复杂动力学问题。
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