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能量與動量原理
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功能原理
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功
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功
- 定力作功
- 定義
- 力與位移的內積
- 單位
- 公制
- N-m=J
- 牛頓乘以米,就是焦耳
- 英制
- ft-lb
- 變力作功
- 定義
- 公式
- dr在F方向的分量
- F在dr方向的分量
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其中
- dr=F作用點的位移
- 功為純量
- 正功可增加質點之速率
- 負功則減少質點之速率
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保守力
(conservative force)
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基本定義
[常考]
- 若
- 一作用力所作之功,只與其初始位置最終位置有關
- 且
- 與路徑無關
- 則
- 稱這種力為保守力
- 也就是
- 保守力場對任意環線積分為零
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向量定義
- 保守力
- del cross F為零,就是保守力
- 位能
- 保守力場必存在一位能函數V
- 滿足 保守力=負梯度位能
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保守力作功
- 滿足 保守力作功=負梯度位能變化量
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保守力特性
- 與路徑無關,起終點有關
- 保守力封閉路徑作工為零
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位能動能
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常見的保守力,位能
- 重力位能
- 重力
- 重力位能
- 彈力位能
- 彈力
- 彈力位能
- 虎克定律
- 回復力=常數X形變量
- 串並聯
- 串聯
- 倒數相加
- 並聯
- 直接相加
- 證明
- 拉力相同,代形變量=和形變量
- 形變相同,代拉力=和拉力
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動能
- 單一質點
- 質點群系統
- 剛體
- 空間剛體動能
- 平面剛體動能
- 平移動能+轉動動能
- 若某一點固定在O點
- 若某一點固定在C點(瞬心)