達(dá)朗貝爾原理
達(dá)朗貝爾
d'Alembert principle
作用于一個(gè)物體的外力與動(dòng)力的反作用之和等于零。即
F+(-Ma)+N=0 (1)
其中M,a為物體質(zhì)量和加速度,F(xiàn)為物體受到的直接外力,N為物體受到的約束反作用力(也是外力)。在沒有約束時(shí),相應(yīng)的N=0,(1)式成為
F-Ma=0 (2)
與牛頓的運(yùn)動(dòng)第二定律一致,只是進(jìn)行了移項(xiàng)。但這是概念上的變化,有下列重要意義:
?、儆茫?)式表達(dá)的是平衡關(guān)系,可以把動(dòng)力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為靜力學(xué)問題來處理。
②在有約束情況下,用(1)式非常有利;它與虛功原理結(jié)合后,可列出動(dòng)力學(xué)的普遍方程。
?、塾糜趧傮w的平面運(yùn)動(dòng)時(shí),可利用平面靜力學(xué)方法,使問題簡化。
實(shí)際上,達(dá)朗貝爾原理還為不久后創(chuàng)立的分析力學(xué)打下了基礎(chǔ)。
研究有約束的質(zhì)點(diǎn)系
動(dòng)力學(xué)問題的一個(gè)原理。由J.le R.達(dá)朗貝爾于1743年提出而得名。對(duì)于質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)任一個(gè)質(zhì)點(diǎn),此原理的表達(dá)式為F+N-ma=0,式中F為作用于質(zhì)量為m的某一質(zhì)點(diǎn)上的主動(dòng)力,N為質(zhì)點(diǎn)系作用于質(zhì)點(diǎn)的約束力,a為該質(zhì)點(diǎn)的加速度。從形式上看 , 上式與從牛頓運(yùn)動(dòng)方程F+N=ma中把ma移項(xiàng)所得結(jié)果相同。于是,后人把-ma 看作慣性力而把達(dá)朗貝爾原理表述為:在質(zhì)點(diǎn)受力運(yùn)動(dòng)的任何時(shí)刻,作用于質(zhì)點(diǎn)的主動(dòng)力、約束力和慣性力互相平衡。利用達(dá)朗貝爾原理,可將質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)問題化為靜力學(xué)問題來解決,這種動(dòng)靜法的觀點(diǎn)對(duì)力學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。
單粒子簡化版本
達(dá)朗貝爾原理
簡化一點(diǎn)說,對(duì)于質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)任一個(gè)質(zhì)點(diǎn),此原理的表達(dá)式為 F+N-ma=0 ,式中F為作用于質(zhì)量為m的某一質(zhì)點(diǎn)上的主動(dòng)力,N為質(zhì)點(diǎn)系作用于質(zhì)點(diǎn)的約束力,a為該質(zhì)點(diǎn)的加速度。從形式上看 , 上式與從牛 頓運(yùn)動(dòng)方
達(dá)朗貝爾原理
F+N=ma中把ma移項(xiàng)所得結(jié)果相同。于是,后人把-ma 看作慣性力而把達(dá)朗貝爾原理表述為:在質(zhì)點(diǎn)受力運(yùn)動(dòng)的任何時(shí)刻,作用于質(zhì)點(diǎn)的主動(dòng)力、約束力和慣性力互相平衡。利用達(dá)朗貝爾原理,可將質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)問題化為靜力學(xué)問題來解決,這種動(dòng)靜法的觀點(diǎn)對(duì)力學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響 。
達(dá)朗貝爾,J.L.R.(D‘Alembert Jean Le Rond) 1717年11月17日生于法國巴黎;1783年10月29日卒于巴黎。物理學(xué)、數(shù)學(xué)。
達(dá)朗貝爾是多產(chǎn)科學(xué)家,他對(duì)力學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)的大量課題進(jìn)行了研究;論文和專著很多,還有大量學(xué)術(shù)通信。僅1805年和1821年在巴黎出版的達(dá)朗貝爾《文集》(Oeuvres)就有23卷。
達(dá)朗貝爾作為數(shù)學(xué)家,同18世紀(jì)其他數(shù)學(xué)家一樣,認(rèn)為求解物理(主要是力學(xué),包括天體力學(xué))問題是數(shù)學(xué)的目標(biāo)。正如他在《百科全書》序言中所說:科學(xué)處于從17世紀(jì)的數(shù)學(xué)時(shí)代到18世紀(jì)的力學(xué)時(shí)代的轉(zhuǎn)變,力學(xué)應(yīng)該是數(shù)學(xué)家的主要興趣。他對(duì)力學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn),也是數(shù)學(xué)分析中一些重要分支的開拓者。