基本內容
達朗貝爾原理
d'Alembert principle
研究有約束的質點系動力學問題的一個原理。由J.le R.達朗貝爾於1743年提出而得名。對於質點系內任一個質點,此原理的表達式為F+N-ma=0,式中F為作用於質量為m的某一質點上的主動力,N為質點系作用於質點的約束力,a為該質點的加速度。從形式上看 , 上式與從牛頓運動方程F+N=ma中把ma移項所得結果相同。於是,後人把-ma 看作慣性力而把達朗貝爾原理表述為:在質點受力運動的任何時刻,作用於質點的主動力、約束力和慣性力互相平衡。利用達朗貝爾原理,可將質點系動力學問題化為靜力學問題來解決,這種動靜法的觀點對力學的發展產生了積極的影響。
d'Alembert principle
作用於一個物體的外力與動力的反作用之和等於零。即
F+(-Ma)+N=0 (1)
其中M,a為物體質量和加速度,F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,相應的N=0,(1)式成為
F-Ma=0 (2)
與牛頓的運動第二定律一致,只是進行了移項。但這是概念上的變化,有下列重要意義:
①用(2)式表達的是平衡關係,可以把動力學問題轉化為靜力學問題來處理。
②在有約束情況下,用(1)式非常有利;它與虛功原理結合後,可列出動力學的普遍方程。
③用於剛體的平面運動時,可利用平面靜力學方法,使問題簡化。
實際上,達朗貝爾原理還為不久後創立的分析力學打下了基礎。
研究有約束的質點系動力學問題的一個原理。由J.le R.達朗貝爾於1743年提出而得名。對於質點系內任一個質點,此原理的表達式為F+N-ma=0,式中F為作用於質量為m的某一質點上的主動力,N為質點系作用於質點的約束力,a為該質點的加速度。從形式上看 , 上式與從牛頓運動方程F+N=ma中把ma移項所得結果相同。於是,後人把-ma 看作慣性力而把達朗貝爾原理表述為:在質點受力運動的任何時刻,作用於質點的主動力、約束力和慣性力互相平衡。利用達朗貝爾原理,可將質點系動力學問題化為靜力學問題來解決,這種動靜法的觀點對力學的發展產生了積極的影響。
單粒子簡化版本
簡化一點說,對於質點系內任一個質點,此原理的表達式為 F+N-ma=0 ,式中F為作用於質量為m的某一質點上的主動力,N為質點系作用於質點的約束力,a為該質點的加速度。從形式上看 , 上式與從牛 頓運動方
F+N=ma中把ma移項所得結果相同。於是,後人把-ma 看作慣性力而把達朗貝爾原理表述為:在質點受力運動的任何時刻,作用於質點的主動力、約束力和慣性力互相平衡。利用達朗貝爾原理,可將質點系動力學問題化為靜力學問題來解決,這種動靜法的觀點對力學的發展產生了積極的影響 。
達朗貝爾,J.L.R.(D‘Alembert Jean Le Rond) 1717年11月17日生於法國巴黎;1783年10月29日卒於巴黎。物理學、數學。
達朗貝爾是多產科學家,他對力學、數學和天文學的大量課題進行了研究;論文和專著很多,還有大量學術通信。僅1805年和1821年在巴黎出版的達朗貝爾《文集》(Oeuvres)就有23卷。
達朗貝爾作為數學家,同18世紀其他數學家一樣,認為求解物理(主要是力學,包括天體力學)問題是數學的目標。正如他在《百科全書》序言中所說:科學處於從17世紀的數學時代到18世紀的力學時代的轉變,力學應該是數學家的主要興趣。他對力學的發展作出了重大貢獻,也是數學分析中一些重要分支的開拓者。