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第一章静力学基本概念


高层建筑的峡谷效应
海风通过纽约世贸双塔之间 的狭窄通道,风速最高达到每 小时120公里,相当于12级人造 风。科学家曾经通过物理风洞 试验经过数值模拟后发现:平 地上3—4级的风,在城市高楼 之间,经过“狭谷效应”放大
后,可达10级以上。
地形的狭谷作用,当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由 于空气质量不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大。当流出 峡谷时,空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响;称为 “狭谷效应”。由狭谷效应而增大的风,称为峡谷风或穿堂风。
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狂风掀翻列车“狭谷效应”惹祸
乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车遭到13级狂风袭击,在天山 南北向的峡谷地区造成车辆脱轨,人员伤亡。13级风属于飓风,风速达 37米/秒左右,在一定的天气系统和局地地形的相互配合下,狂风将列车 掀翻是完全可能发生的。 Engineering Mechanics
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参考资料
[1] 武际可著,拉家常·说力学[M],北京:高等教育出版 社,2008。
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为何静止时一推就倒的自行 车却能稳定行驶?
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活力板车靠乘员间接通过前后轮的摩擦力推动前 进
无刹车、无离合器的小车(segway思维车)靠控制重心行驶。
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气有浩然,学无止境
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工程力学
宋娟 E-mail: songjuan@
591163762@ 电话:13854184820
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为什么赛车结构前细后 粗;车轮前小后大?
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什么是力学?
自然哲学的数学原理
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
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力学的发展史
20世纪产生的诸多高新技术,如高层建筑、大跨度悬索 桥、海洋平台、精密仪器、航空航天器、机器人、高速列
车以及大型水利工程等许多重要工程更是在力学指导下得 以实现,并不断发展完善的。
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早期筒体结构建筑
比萨斜塔
力学的发展史
山西应县木塔
建于1173-1370年 Engineering Mechanics
建于1056年
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观察竹子的特征
竹子的横截面
力学的发展史
力学同物理学、数学等学科一样,是一门基础科 学,它所阐明的规律带有普遍的性质;力学又是一 门技术科学,它是许多工程技术的理论基础,又在 广泛的应用过程中不断得到发展。
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力学是怎样发展的?
力学的发展始终是和人类社会活动紧密联系的, 它的发展与完善推动了科学技术和社会的进步。
比萨斜塔横截面
阶梯状等强 度结构
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力学的发展史
赵州桥 早期拱形结构建筑
早期建筑的特点: 高度低, 跨度小, 承载能力低,材料 为砖石和木材。
“敞肩拱”的运用为世界桥梁史上的 首创,并有“世界桥梁鼻祖”的美誉。
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经典力学研究通常尺寸 的物体在受力下的形变, 以及速度远低于光速的 运动过程。(宏观低速)
物理学研究热、电磁、光、 分子和原子的运动、相对论 和量子论(微观高速)等
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什么是力学?
达芬奇说: “力学是数学的乐园, 因为我们在这里获得 了数学的果实。”
计算机模拟与仿真
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力学的发展史
六 足 步 行 机 器 人
从分析研究人体的 行走到双足步行机器 人的实现,体现了力 天津大学研制的 学、自动控制和计算 医用缝合机械手 机等科学技术的综合 应用。
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舰载飞机起飞
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v1
F1 v2
击球时击球员的 手握在何处所受的撞 击力最小?
棒球在被球棒击打 后,其速度的大小和方 向发生了变化。如果已 知这种变化即可确定球 与棒的相互作用力。
生活中的力学问题
自行车轮在运动过程呈何现象?知道直升飞机尾桨吗?筛子工作 的力学原理,在北半球,由南向北流动的河流,为什么东岸 冲刷的厉害?蛤蟆夯的动力学分析
四足朝天的猫翻身落地 ,冰上拔河的胜负 ,横杆下“钻” 过去的跳高 ,当平台转动时,在平台上快速运动的皮带为什 么会变形?爆破时烟囱怎样倒塌?
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现 代 大 跨 度 桥 梁
力学的发展史
桥梁跨度增大又会产生什么新问题?
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1940年华盛顿州Tacoma大桥,跨度853米,悬索设计,设计 可以抗60m/s的风力,但在建成的4个月后,在19m/s的微风 吹拂下,发生坍塌。 桥在大风中发生振荡扭曲的情形
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