我对力学的认识及个人规划

更新时间:2023-09-13 14:24:01 阅读量: 教学研究 文档下载

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我对力学的认识及个人规划

学科认识:

在百度百科里搜索力学,得到的定义是:力学是物理学的一个分支,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。然而我们知道,力学作为一门学科应从牛顿时代算起,在19世纪末,力学的发展主要以比较理想的模型为对象,建立起了相当完善的普适的理论体系:到了20世纪,力学的研究对象已不再限于理想模型,而更多地以自然界和工程技术中心中必然遇到的复杂介质或系统为对象建立各种力学模型,并在解决问题过程中形成了更多的力学分支,既丰富了力学的体系,也使力学成为众多工程和技术科学的重要基础。由此可见,随着科学的不断发展和技术水平的不断提高,力学已经独立于物理学,成为一门独立的、系统的、理论体系完善的自然科学。它在理论研究和实践应用两方面都有着举足轻重的地位,对人类的科学发展和人类文明的进步起了极大的推动作用。

不仅如此,我们甚至可以说,物理科学的建立是从力学开始的。在物理科学中,人们曾用纯粹力学理论解释机械运动以外的各种形式的运动,如热、电磁、光、分子和原子内的运动等。当物理学摆脱了这种机械的自然观而获得健康发展时,力学则在工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化,逐渐从物理学中独立出来。

从学科上讲,力学既是一门基础科学,又是更多工程科学和技术科学的基础。由于力学是一个有较长历史的学科,已经渗透到很多工程和技术的科学中,所以如果它还有为解决的重大基础问题,必然将影响到很多工程技术的发展:反

之,力学在基础研究上的任何重要进展,都将推动很多工程技术的发展。工程学的各个分支中许多关键性的进展,都有赖于力学中有关运动规律、强度、刚度等问题的解决。力学与工程学的结合,促进了力学各分支的发展。

学科分类:

力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分,静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动,不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系。

力学也可按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支,流体包括液体和气体;固体力学和流体力学可统称为连续介质力学,它们通常都采用连续介质的模型。固体力学和流体力学从力学分出后,余下的部分组成一般力学。

一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学,有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象。一般力学除了研究离散系统的基本力学规律外,还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论。

一般力学、固体力学和流体力学这三个主要分支在发展过程中,又因对象或模型的不同出现了一些分支学科和研究领域。属于一般力学的有理论力学(狭义的)、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等;属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等;流体力学是由早期的水力学和水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成,现在则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支。各分支学科间的交叉结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等。

力学也可按研究时所采用的主要手段区分为三个方面:理论分析、实验研究和数值计算。实验力学包括实验应力分析、水动力学实验和空气动力实验等。着重用数值计算手段的计算力学,是广泛使用电子计算机后才出现的,其中有计算结构力学、计算流体力学等。对一个具体的力学课题或研究项目,往往需要理论、实验和计算这三方面的相互配合。

力学在工程技术方面的应用结果形成工程力学或应用力学的各种分支,诸如土力学、岩石力学、爆炸力学复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。

力学和其他基础科学的结合也产生一些交又性的分支,最早的是和天文学结合产生的天体力学。在20世纪特别是60年代以来,出现更多的这类交叉分支,其中有物理力学、化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等。

学科发展:

力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具,逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究,确定它们的基本规律,初步奠定了静力学即平衡理论的基础。

古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中,了解一些简单的运动规律,如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系,只是在欧洲文

艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。

伽利略在实验研究和理论分析的基础上,最早阐明自由落体运动的规律,提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律),提出物体运动三定律。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。

此后,力学的研究对象由单个的自由质点,转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理,和拉格朗日建立的分析力学。其后,欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程,这看作是连续介质力学的开端。

运动定律和物性定律这两者的结合,促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世,在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立,使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。

从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后,所给出的方程一时难于求解,工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶,在材料力学、结构力学同弹性力学之间,水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差别。

20世纪初,随着新的数学理论和方法的出现,力学研究又蓬勃发展起来,创立了许多新的理论,同时也解决了工程技术中大量的关键性问题,如航空工程中的声障问题和航天工程中的热障问题等。

这时的先导者是普朗特和卡门,他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察事物本质,又能寻找合适的解决问题的数学途径,逐渐形成一套特有的方

法。从20世纪60年代起,计算机的应用日益广泛,力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。

力学在中国的发展经历了一个特殊的过程。与古希腊几乎同时,中国古代对平衡和简单的运动形式就已具备相当水平的力学知识,所不同的是未建立起像阿基米德那样的理论系统。到明末清初,中国科学技术已显著落后于欧洲。

工程力学:

应用于工程实际的各门力学学科的总称。常指以可变形固体为研究对象的固体力学。广义的工程力学还包括水力学、岩石力学、土力学等。分实验研究和理论分析与计算两个方面。

实验研究:包括实验力学,结构检验,结构试验分析。模型试验分部分模型和整体模型试验。结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。

理论分析与计算:结构理论分析的步骤是首先确定计算模型,然后选择计算方法。

(注:以上部分内容摘自百度百科)

与其他学科的结合:

?

土木工程

土木工程是应用力学知识最多的工程领域之一。只有掌握了丰富的力学知识,才能建造摩天大楼、跨海大桥、地铁以及海底隧道等。

结构分析是力学与土木工程的一个结合点。梁、柱、拱、板、壳、桁架、

索和膜等结构物在土木工程中的大量使用,促使力学家们和工程师们合作,去研究它们承受载荷、变形、振动与破坏的规律,从而使力学在工程技术的推动下按照其自身的逻辑进一步演化,逐渐从物理学中脱离出来并迅速发展;另一方面,力学又为土木工程提供了理论基础。力学家们将实际的工程结构抽象为力学模型,运用力学规律和数学工具进行理论上的演绎和定量计算,从而指导工程实践。

力学于土木工程,是不可须臾或缺的重要理论基础,土木工程也是力学最重要的发展源泉与应用园地之一。 ?

机械工程

在各种各样的机械设备的设计、制造和运行控制过程中,除了需要相关的专业理论外,还可能涉及物理学、化学、数学、材料学、机械原理、计算机科学和控制论等一系列相应基础学科知识;但是遇到了机械结构活零部件的强度、刚度、稳定性以及振动方面的问题,就必须借助力学研究分析、力学实验和计算来解决。

现代机械工程是传统工业与现代技术的结合,高新技术已经渗透到机械工程的各个角落,机械正向着高性能和高经济性的方向发展,要适应这种趋势,机械工程必须要以力学作为其基础学科之一。

力学与机械工程有着相互依存、相互促进的关系。机械装置的大量出现与应用促进了力学的产生和发展:反过来,力学也促进了机械工业的进步。可以说,力学是机械工程发展的重要推动力。 ?

航空航天工程

力学的各个分支学科,如流体力学、固体力学、动力学与控制、流体与结构的耦合作用、热与结构的偶合作用、物理力学以及稀薄气体动力学等等,在航

空航天工程中都已经并且正在发挥着巨大的作用。航空航天工业是正在迅速发展的领域,之要研制一种新的飞行器,就会出现新的力学问题,需要力学工作者们进一步去研究探索。 ?

水利工程

水利工程的发展是和科学技术的进步息息相关的,其中工程力学的不断提高起了很好的先导作用和促进作用,做出了突出的贡献。水利工程中水工建筑物的设计、优化和验证与工程力学关系非常密切。水工建筑物的结构形式、尺寸、材料、细部结构和地基处理措施等诸多因素的确定,水工结构物的应力、变形、沉降、稳定性和耐久性等诸多方面是否符合要求的验证,均得依靠工程力学理论分析、实验研究和数值计算的结果给出量化的回答。因此,建设高标准的水利工程必须具有高水平的工程力学研究手段。 ?

船舶工程

船舶工程是对力学知识需求最多、结合最紧密的领域之一,几乎所有的力学学科在船舶工程中都能找到应用的场所。可以说,现代船舶工程发展的历史也就是船舶力学发展的历史:船舶力学的发展进一步推动了力学学科的发展,使之具有更加丰富的内涵。21世纪将是海洋的世纪,船舶与海洋工程将会得到更大的发展。无论是过去还是将来,船舶与海洋工程的发展离不开力学。力学基础知识是从事船舶与海洋工程结构物开发与使用的必备手段。在这一领域里,力学知识有着广阔的用武之地。 ?

能源工程

力是能源工业发展的基础学科。地质力学、渗流力学和固体力学中的柔性梁柱强度、振动和稳定性等力学问题的解决大大促进了石油、天然气的勘察与开

采;固体力学对于煤矿的安全开采和海上石油钻井平台的安全可靠性都起到了关键的指导作用;弹塑性力学与计算力学的发展,使复杂的压力容器与管道的合理设计有了可靠地理论依据,安全性与经济性这一对矛盾得到合理解决。 ?

生物医学工程

力学与生理学、解剖学、医学、生物学以及它们的边缘学科生物医学等相结合,形成了一门力学与生命科学的交叉学科——生物力学。生物力学帮助我们了解生命,启发我们观察自然,设计和创造各种设备以改善我们的生活质量。它的发展促进了对人体各种疾病的防治与器官的修复。

力学在应用价值,医学的的很多方面都具有极其重要的地位,并已获得了广泛而又成功的应用;同时,在生命科学中尚有大量的力学问题亟待解决。生物力学不仅在医学中有重要的应用价值,还在生物工程和仿生科学等领域中有着广阔的研究和应用前景。

个人认识:

在进入大学之前,我对力学的认识仅仅停留在课本中十分有限的解释与各种受力分析图,以为力学只是物理这一大的学科下一个小小的分支学科。机缘巧合之下,我进入了武汉大学土木建筑工程学院学习工程力学。学期伊始,老师带我们参观了力学楼的各个实验室,我才发现原来力学是一门相对独立、理论体系完善的学科,有很多分支学科。经过一学年的学习,我对力学有了更深的认识。力学的应用范围广阔,在许多领域的应用都与科学技术的发展、人类文明的进步有着密不可分的关系。作为一名学习力学的学生,这让我觉十分自豪。

虽然已经在大学里学习了一年,但是对于力学,我们的认识还是十分有限

且不够深入的。这要求我们不断学习,深入了解并掌握这一门学科。随着科学技术水平的不断提高,力学这一基础性学科必将拥有更加广阔的发展前景。

个人规划:

相信很多同学和我一样,按部就班地走完了自己的小学、初中和高中。努力学习的目的也单纯为了升学。当进入大学以后,很多人因为没有了升学压力而变得迷茫,不知道自己的未来在哪里。其实很简单,未来应该在自己的手中!但俗话说,成功不会眷顾没有准备的人。只要一步一步地朝自己的目标前进,成功, just at the corner!

问题来了,自己的目标是什么?这就要求我们对自己有一个清晰、客观、全面的认识,制定一份合理的个人规划,并以此为目标要求自己,时刻提醒自己,督促自己为之努力。

自我认识:

优势:责任心强,对待自己感兴趣或自己份内的事认真负责,并尽力做到最好;具有团队合作精神,能迅速找到自己在团队中的定位,注重集体的合作而不是一味地独立等;适应能力强;容易相处等。

缺点:缺乏恒心和毅力,很难长时间坚持做一件事;容易满足现状,取得一点小进步就止步不前;不能虚心接受大家的批评意见;对压力的承受能力较弱;心理上有很强的依赖性,容易因他人的看法改变自己选择等。

目标and计划:

1. 顺利完成本科学习并在此期间过英语四六级和计算机等级考试; 2. 大三起就为考研做准备并顺利取得硕士学位;

3. 利用课余时间(周末和寒暑假)来学习一些东西,如英语培训班、驾校等,增强自己的竞争力;

4. 利用大学假期参加社会实际活动,锻炼自己在人际交往、语言表达、独立思考问题等各方面的能力;

5. 在假期抽出时间来打工,体验就业的艰辛与不易,锻炼自己的动手能力,为进入社会提早做好准备;

6. 在大学期间利用小假期去旅游,四处走走,看看祖国的名山大川,增长见识、开阔眼界;

7. 大学期间阅读一定量的名家名著,培养自己的文化内涵和素养,让大家知道工科生不是沉闷的代名词;

8. 进入社会后,要在短期内熟悉自己的生活与工作环境,并与周围的人友好相处,争取到尽可能多的人脉资源;

9. 参加工作初期,把更多精力放在基础工作上,不好高骛远,打好基础才能一步步向前;

10.无论什么时候都应当拥有规律的生活和健康的作息;

11.无论是学习还是工作,都要在自己的位置上踏踏实实地做自己该做的事,奉献自己的力量,并最终实现自己的提升。

俗话说,人各有志。每个人对于成功的理解与定义不同、所追求的理想不

同,那么制定的计划和采取的行动也是不同的。就我而言,个人、工作、家庭的完美协调才是真正的成功。我希望自己拥有能实现自己价值并能激励自己不断为之努力奋斗的工作,希望自己有较为丰富的人生阅历和开阔的眼界,希望自己有规律生活作息和健康的体魄,希望能和亲友、同学和同事保持友好的关系。因此我为自己的人生做出了以上规划。

也许计划赶不上变化,未来会有很多未知因素将会对我们的生活产生或轻微或重大的影响,我们要保持清醒的头脑,明确自己追求的是什么,才能在关键时刻作出正确的决定。同时,无论计划做得多么精彩,最重要的仍是具体的实践。 只有踏踏实实地去做了,一步一个脚印向自己的目标不断前进,才能让自己所有的努力和为之付出的心血变得有意义。

同,那么制定的计划和采取的行动也是不同的。就我而言,个人、工作、家庭的完美协调才是真正的成功。我希望自己拥有能实现自己价值并能激励自己不断为之努力奋斗的工作,希望自己有较为丰富的人生阅历和开阔的眼界,希望自己有规律生活作息和健康的体魄,希望能和亲友、同学和同事保持友好的关系。因此我为自己的人生做出了以上规划。

也许计划赶不上变化,未来会有很多未知因素将会对我们的生活产生或轻微或重大的影响,我们要保持清醒的头脑,明确自己追求的是什么,才能在关键时刻作出正确的决定。同时,无论计划做得多么精彩,最重要的仍是具体的实践。 只有踏踏实实地去做了,一步一个脚印向自己的目标不断前进,才能让自己所有的努力和为之付出的心血变得有意义。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/kdhh.html

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