模块5:虚拟工作和能量方法 - 虚拟位移,粒子的虚拟工作原理以及刚体的理想系统,自由度。主动力图,有摩擦的系统,机械效率。保守力和势能(弹性和重力),平衡的能量方程。能量法对平衡的应用。平衡的稳定性。模块6:颗粒动力学 - 颗粒的运动学:直线运动,平面曲线运动 - 矩形坐标,正常和切向坐标,极性坐标,空间曲率 - 圆柱 - 圆柱形,球形(球形(坐标),相对和约束运动。颗粒动力学:力,质量和加速度 - 直线和曲线运动,工作和能量,脉冲和动量 - 线性和角度;影响 - 直接和倾斜。颗粒系统动力学:牛顿的第二定律,工作能源,脉冲弹药,能量的保护,能量和动量模块7:刚体的刚性身体动力学介绍:刚体旋转的方程式,用于在固定轴上旋转固定轴旋转固定轴的固定平面,一般平面运动,旋转平面运动的旋转旋转的旋转旋转的旋转架子旋转的旋转旋转旋转的旋转。coriolis刚体刚体的加速动力学:刚体的运动方程,平面运动中刚体的角动量,刚体的平面运动和D'Alembert的原理,刚体的系统,刚体的系统,限制了平面运动;作用在刚体上的力和作用,平面运动中刚体的动能,刚体的系统,能量保护,刚体的平面运动 - 脉冲和动量,刚体的系统,刚体的系统,保护角动量。
热力学是在 19 世纪发展起来的,它为机械科学和温度测量学提供了统一的框架。当时,其动机非常实用,即利用温度使物体运动 - 正如其名称所表明的那样。换句话说,目标是设计和优化热机,即利用某些“工作物质”的转化将热量转化为功的设备。功和热是交换能量的两种方式,根据热力学第一定律,可以将一种转换为另一种。然而,将热量转化为功就像将铅变成金子一样:它有严格的限制。最著名的是开尔文的“不行”陈述:不可能从单个热水浴中循环提取功。这个“不行”的陈述原来是热力学第二定律的表达之一,它涉及(不可)逆性。这就是物理学的一个最初应用领域如何产生熵和时间箭头等基本概念。事实上,功和热之间的第一个界限与它们交换的(不可)逆性质密切相关。功的概念来自机械科学,代表一种可以可逆交换的能量形式:原则上,没有与功交换相关的时间箭头——至少至少与保守力有关的力是不可逆的。相反,物体与热浴之间的热交换一般是不可逆的:热量会自发地从热物体流向冷物体。具体而言,如果物体与温度为 T h 的热浴循环交换一定量的热量 Q ,与温度为 T c 的冷浴循环交换一定量的热量 − Q ,则热传递的不可逆性质可用现象学公式 Q ( 1 / T c − 1 / T h ) ≥ 0 来描述,如果 T c = T h ,则等式成立。通过这一观察,我们可以将物体与温度为 T 的浴接触时的熵变定义为 ∆ S = Q rev / T ,其中 Q rev 是可逆交换的热量。更多
目标 • 增强物理学基础知识及其与机械工程流相关的应用。 • 让学生熟悉用于研究/确定材料各种性质的各种实验装置和仪器。 单元 I - 物质的力学和性质 9 基本定义 - 牛顿定律 - 力 - 解牛顿方程 - 约束和摩擦 - 圆柱和球坐标 - 势能函数 - 保守力和非保守力 - 中心力 - 角动量守恒 - 非惯性参考系 - 旋转坐标系 - 向心加速度和科里奥利加速度 - 弹性 - 应力-应变图 - 梁弯曲 - 悬臂凹陷 - 杨氏模量测定 - I 型梁。第二单元 - 晶体物理学 9 基础 – 晶格 - 对称操作和晶体系统 - 布拉维晶格 - 原子半径和填充率 - SC、BCC、FCC、HCP 晶格 - 米勒指数 - 晶体衍射 - 倒易晶格 - 解释衍射图案 - 晶体生长技术-切克劳斯基和布里奇曼,晶体缺陷。 第三单元 - 材料物理学 9 固溶体 - 休谟-罗瑟里规则 – 吉布斯相规则 - 二元相图 - 等温体系 - 连接线和杠杆规则 - 共晶、共析、包晶、包析、偏晶和同晶体系 - 微观结构的形成 - 均匀和非均匀冷却 – 成核 - 铁碳相图 - 共析钢 - 亚共析钢和过共析钢 – 扩散 - 菲克定律 – TTT 图。单元 IV - 工程材料与测试 9 金属玻璃 - 制备和性能 - 陶瓷 - 类型、制造方法和性能 - 复合材料 - 类型和性能 - 形状记忆合金 - 性能和应用 - 纳米材料 - 自上而下和自下而上的方法 - 性能 - 抗拉强度 - 硬度 - 疲劳 - 冲击强度 - 蠕变 - 断裂 - 断裂类型。 单元 V - 量子物理 9 黑体问题 - 普朗克辐射定律 - 光的二象性 - 德布罗意假设 - 物质波的性质 - 波包 - 薛定谔方程(时间相关和时间无关) - 玻恩解释(波函数的物理意义) - 概率流 - 算子形式(定性) - 期望值 - 不确定性原理 - 盒子中的粒子 - 特征函数和特征值 - 狄拉克符号(定性)。