学习各种力学,到底需要多高深的数学

2024年11月19日 02:30
有3个网友回答
网友(1):

静力学里,理想状态下的刚体静力或静力系中,必须需要会矢量运算,解析几何及解方程(各种方程),会利用计算器和数学软件工具解决很多运算;静力系中一般需要会解多元一次方程组(讲数学功力的话,解多元一次方程组手动的除一般的消元法,利用行列式公式甚至利用数学软件矩阵运算,这是不一样的)。这里混合各种超越方程和方程组,比如三角与反三角。积分甚至二、三重积分也是有的,比如求质心,应力作用点。一般的刚体静力或静力系,学起来一般就是材料力学。各种刚形变,挠度,需要运用积分知识运算,和后面的柔体类似(虽然一般有经验公式)。柔体静力学一般运用积分思想对柔体整个形态进行分割,并运用基本定理分析计算。像著名的悬链线,即自然下垂的端点约束线的线条方程,求出计算过程需要二阶积分。
运动力学中,可分为平动和转动。常见坐标系变换,主要是平移,旋转在同一或不同坐标系中的矢量运算或解析运算(如建立各种坐标系求不同线速度,角速度;各种速度加速度及建立运动方程)。学习力学的高等层次,一般需要积极使用积分求导来解决问题。像一般的平动问题中基本的直线加速问题,位移的一次导是速度,速度的一次导是加速度(对时间的)。反过来,加速度的一重积分是速度,二重积分是位移。这样对一般性的曲线匀速或加速,变加速运动问题通过积分求导求解是具有一般性的。而转动问题,即便是基础的转动惯量也是运用微积分思想推导的。比如分析一颗石头投入水中这样的一般性物理运动学问题。通过方法测出它的初速度和方向(一般范围内),在考虑轨迹内空气阻力和水的摩擦阻力的情况下,我们基本可以算出任意时间点的速度和加速度,任意时间段内的位移(矢量)。轨迹必然是曲线的,那么怎么计算呢,对时间积分,然后看你计算各种积分的能力。

网友(2):

我觉得只要精通方程就可以了,顶多涉及一些基础的微分积分

网友(3):

学无止境。
学习各种力学,到底需要多高深的数学?
力学种类较多,不同阶段,不同分支,对数学的要求有所不同。
要学各种力学,也要学各种数学。
比如,量子力学,对数学的要求则比较高。