力學系統英文解釋翻譯、力學系統的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 mechanical system
【化】 mechanical system
分詞翻譯:
力學的英語翻譯:
mechanics
【化】 mechanics
【醫】 mechanics
系統的英語翻譯:
system; scheme
【計】 system
【化】 system
【醫】 system; systema
【經】 channel; system
專業解析
力學系統(Mechanical System)是經典物理學中描述物體運動及其相互作用的核心概念,指由多個質點或剛體通過特定力學關系(如力、約束條件)構成的集合體,其演化遵循牛頓定律、拉格朗日方程或哈密頓原理等力學規律。以下從漢英對照與學科内涵角度展開解析:
-
定義與漢英對照
漢語“力學系統”對應英文“mechanical system”,強調系統内物體受力的動力學特性。例如:
- 質點系統(Particle System):由離散質點組成,滿足 $sum F = mddot{x}$(牛頓第二定律)
- 剛體系統(Rigid Body System):考慮轉動慣量,動力學方程包含 $tau = Ialpha$(角動量定理)
-
核心要素
根據《中國大百科全書·力學卷》,力學系統的三大要素為:
- 質量分布(Mass Distribution):系統内各物體的慣性特性
- 相互作用力(Interactive Forces):包括保守力(如重力)和非保守力(如摩擦力)
- 約束條件(Constraints):幾何或運動學限制,如固定軌道、鉸鍊連接
-
分類與應用
力學系統可分為保守系統(能量守恒)和非保守系統(存在耗散),前者常用哈密頓形式描述:
$$
H = T + V
frac{dp_i}{dt} = -frac{partial H}{partial q_i}
$$
該模型在天體力學(如行星軌道預測)和機械工程(如機器人動力學)中廣泛應用。
-
權威參考文獻
- 中國大百科全書出版社. 《力學系統建模方法》[EB/OL]. 中國大百科數據庫, 2023.
- Goldstein H. 《Classical Mechanics》. 第3版. 高等教育出版社, 2001.
- 清華大學工程力學系. 多體系統動力學研究進展[J]. 物理學報, 2022, 71(5): 050201.
網絡擴展解釋
力學系統是物理學中研究物體運動及其相互作用的核心概念,指由多個相互關聯的物體或質點組成的集合,這些物體遵循力學定律(如牛頓定律、拉格朗日方程或哈密頓原理)進行運動。以下是詳細解釋:
1. 基本組成
- 質點:理想化的無體積但有質量的點,用于簡化複雜物體的運動分析(如行星繞日軌道)。
- 剛體:形狀和大小固定、内部無相對運動的物體(如杠杆、齒輪)。
- 力與場:描述物體間相互作用(如重力、彈力、電磁力)或外部環境的影響(如引力場、阻力場)。
2. 分類方式
- 保守系統 vs 耗散系統
保守系統機械能守恒(如無摩擦的單擺),耗散系統存在能量耗散(如受空氣阻力的抛體)。
- 開放系統 vs 封閉系統
開放系統與外界交換能量或物質(如火箭噴射燃料),封閉系統則無(如理想氣體容器)。
- 離散系統 vs 連續系統
離散系統由有限個質點組成(如太陽系行星),連續系統由無限多質點構成(如流體、彈性體)。
3. 數學描述
- 牛頓力學:通過受力分析建立方程,例如牛頓第二定律:
$$
F = ma = mfrac{dx}{dt}
$$
- 拉格朗日力學:用廣義坐标和拉格朗日量 ( L = T - V )(動能減勢能)描述,方程為:
$$
frac{d}{dt}left(frac{partial L}{partial dot{q}}right) - frac{partial L}{partial q} = 0
$$
- 哈密頓力學:以廣義動量 ( p ) 和坐标 ( q ) 為變量,哈密頓量 ( H = T + V ),方程為:
$$
dot{p} = -frac{partial H}{partial q}, quad dot{q} = frac{partial H}{partial p}
$$
4. 典型應用
- 天體力學:研究行星、衛星的軌道運動。
- 工程結構:分析橋梁、機械的受力與振動。
- 生物力學:模拟人體運動或細胞力學行為。
5. 擴展概念
- 約束條件:限制系統運動的幾何或動力學條件(如擺長固定的單擺)。
- 自由度:獨立描述系統狀态所需的最少變量數(如二維空間中的質點有2個平動自由度)。
通過上述框架,力學系統為從微觀粒子到宇宙天體的運動規律提供了統一的分析工具。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
别人正在浏覽...
【别人正在浏覽】