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换句话说,工程包括了自然科学和社会科学两个领域,因而它与应用 科学又有着较大差别.应用力学既与科学研究有关,又与土木、机械 及其它工程活动的研究有关,它在科学和工程两个领域起双重作用 为了描述应用力学的发展及其与科学和工程的关系,我们在第1 节回顾1600年至1900年间力学的发展史:第2节讨论19世纪物理 学的主要成就:第3节论述同时期的工程教育:文章第4节集中阐述 现代物理学及现代工程学;第5节追溯应用力学的形成:第6节则论 述应用力学成为科学与工程的一门学科:第7节用一个表概括全文, 总结科学与工程的关系以及应用力学与其它科学和工程分支学科的 相互影响, 11600年至1900年间的力学[1~9] 现代科学以物理学为开端,而物理学以力学为开端力学的开山 鼻祖是伽利略(Domino Galileo Galilei).1594年他出版了首本现代力 学专著《Della ScienzaMeccanica》.他在该书中提出古典几何静力学 理论,讨论了自由落体运动,并引入了一个新的概念 -加速博 即“运动的改变”.这对亚里士多德的仅基于速度的落体运动法则无疑 是个挑战.1638年,他在《关于两门新学科的谈话及数学证明》 (《Discorsi e Dimostrazioni Matematiche》)一书中总结了前期的研 究,包括质点动力学和结构材料的力学性能(梁的破裂及强度).他在 书中开创了力学的两门分支学科,即质点及刚体动力学和变形体力学 [1~5].伽利略的研究成果与开普勒行星运动定律在牛顿(Isaac Newton)1687年出版的《自然哲学的数学原理》(《Philosophiae Naturalis PrincipiaMathematica)- 一书中提出的三大运动定律中得到 了完美的诠释.书中牛顿论述了万有引力定律及三大运动定律,而微 积分作为分析行星运动的必要工具,牛顿对其进行了发展[2~4] 对早期力学发展有重要影响的人物还有惠更斯(Christiaan Huygens)和胡克(Robert Hooke).惠更斯以其光的波动学说闻名于 世,而他早期有关钟表运动的研究对万有引力定律的发现作出了贡献 万有引力定律是胡克于1666年首次提出的.胡克以他的弹性定律而 闻名.他先以字谜形式发表这一结果,后于1678年公布在他的名为 《势能的恢复》(《De Poterntia restitutiva》)的论文中.该定律描述 了弹簧(弹簧体)的伸长与所受拉力成正比这一规律,是现代材料本构 关系的前身. 17世纪末,质点动力学理论已经完善.伽利略留下的那道梁的弯 曲问题将近一百年来困扰着许多学者.这个问题最后被伯努利家族 的雅各布和约翰两兄弟以及约翰的儿子丹尼尔解决.两兄弟又将牛 顿和莱布尼兹创建的无穷小微积分加以扩展,创立了变分法.1717 3 换句话说,工程包括了自然科学和社会科学两个领域,因而它与应用 科学又有着较大差别. 应用力学既与科学研究有关,又与土木、机械 及其它工程活动的研究有关,它在科学和工程两个领域起双重作用. 为了描述应用力学的发展及其与科学和工程的关系,我们在第 1 节回顾 1600 年至 1900 年间力学的发展史;第 2 节讨论 19 世纪物理 学的主要成就;第 3 节论述同时期的工程教育;文章第 4 节集中阐述 现代物理学及现代工程学;第 5 节追溯应用力学的形成;第 6 节则论 述应用力学成为科学与工程的一门学科;第 7 节用一个表概括全文, 总结科学与工程的关系以及应用力学与其它科学和工程分支学科的 相互影响. 1 1600 年至 1900 年间的力学[1~9] 现代科学以物理学为开端,而物理学以力学为开端. 力学的开山 鼻祖是伽利略(Domino Galileo Galilei). 1594 年他出版了首本现代力 学专著《Della ScienzaMeccanica》. 他在该书中提出古典几何静力学 理论,讨论了自由落体运动,并引入了一个新的概念-加速度, 即“运动的改变”. 这对亚里士多德的仅基于速度的落体运动法则无疑 是个挑战. 1638 年,他在《关于两门新学科的谈话及数学证明》 (《Discorsi e Dimostrazioni Matematiche》)一书中总结了前期的研 究,包括质点动力学和结构材料的力学性能(梁的破裂及强度). 他在 书中开创了力学的两门分支学科,即质点及刚体动力学和变形体力学 [1~5].伽利略的研究成果与开普勒行星运动定律在牛顿(Isaac Newton)1687 年出版的《自然哲学的数学原理》(《Philosophiae Naturalis PrincipiaMathematica》)一书中提出的三大运动定律中得到 了完美的诠释. 书中牛顿论述了万有引力定律及三大运动定律, 而微 积分作为分析行星运动的必要工具,牛顿对其进行了发展[2~4]. 对早期力学发展有重要影响的人物还有惠更斯 (Christiaan Huygens)和胡克(Robert Hooke). 惠更斯以其光的波动学说闻名于 世,而他早期有关钟表运动的研究对万有引力定律的发现作出了贡献. 万有引力定律是胡克于 1666 年首次提出的. 胡克以他的弹性定律而 闻名. 他先以字谜形式发表这一结果,后于 1678 年公布在他的名为 《势能的恢复》(《De Poterntia restitutiva》)的论文中. 该定律描述 了弹簧(弹簧体)的伸长与所受拉力成正比这一规律,是现代材料本构 关系的前身. 17 世纪末,质点动力学理论已经完善. 伽利略留下的那道梁的弯 曲问题将近一百年来困扰着许多学者. 这个问题最后被伯努利家族 的雅各布和约翰两兄弟以及约翰的儿子丹尼尔解决. 两兄弟又将牛 顿和莱布尼兹创建的无穷小微积分加以扩展,创立了变分法. 1717
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