力学是研究物体机械运动的基本规律的学科,它包括多个领域和公式。以下是一些基础的力学公式:
胡克定律
$$F = kx$$
其中 $F$ 是力,$k$ 是弹簧的倔强系数,$x$ 是弹簧的伸长量或压缩量。
重力
$$G = mg$$
其中 $G$ 是重力,$m$ 是物体的质量,$g$ 是重力加速度(约 $9.8 \, \text{m/s}^2$)。
求 $F$ 的合力的公式
$$F = \sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2F_1F_2 \cos(\theta)}$$
其中 $F$ 是合力,$F_1$ 和 $F_2$ 是两个分力,$\theta$ 是两个分力之间的夹角。
两个平衡条件
共点力作用下物体的平衡条件:
$$\sum F = 0$$
有固定转动轴物体的平衡条件:
$$\sum M = 0$$
其中 $M$ 是力矩,$L$ 是力臂。
摩擦力的公式
滑动摩擦力:
$$f_s = \mu_s N$$
其中 $f_s$ 是滑动摩擦力,$\mu_s$ 是摩擦因数,$N$ 是接触面间的弹力。
静摩擦力:
$$0 \leq f_{\text{静}} \leq f_{m}$$
其中 $f_{\text{静}}$ 是静摩擦力,$f_{m}$ 是最大静摩擦力。
万有引力
$$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$$
其中 $F$ 是万有引力,$G$ 是万有引力常数($6.67 \times 10^{-11} \, \text{Nm}^2/\text{kg}^2$),$m_1$ 和 $m_2$ 是两个物体的质量,$r$ 是它们之间的距离。
牛顿第一运动定律(惯性定律)
$$\text{物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止}$$。
牛顿第二运动定律
$$F = ma$$
其中 $F$ 是合外力,$m$ 是物体的质量,$a$ 是物体的加速度。
牛顿第三运动定律
$$F' = -F$$
其中 $F'$ 是反作用力,$F$ 是作用力。
共点力的平衡
$$\sum F = 0$$
可以通过正交分解法或三力汇交原理来求解。
重力做功
$$W = mgh$$
其中 $W$ 是重力做的功,$m$ 是物体的质量,$g$ 是重力加速度,$h$ 是物体相对于参考点的竖直高度。
动能
$$K = \frac{1}{2}mv^2$$
其中 $K$ 是动能,$m$ 是物体的质量,$v$ 是物体的速度。
重力势能
$$U = mgh$$
其中 $U$ 是重力势能,$m$ 是物体的质量,$g$ 是重力加速度,$h$ 是物体相对于参考点的竖直高度。
电功
$$W = UIt$$
其中 $W$ 是电功,$U$ 是电压,$I$ 是电流,$t$ 是通电时间。
功的定义式
$$W = FS$$
其中 $W$ 是物体做的功,$F$ 是物体受到的力,$S$ 是物体在力的方向上发生的位移。
机械能守恒定律
$$E_1 + E_2 = E_1' + E_2'$$
其中 $E_1$ 和 $E_2$ 分别是两个物体的动能和势能,$E_1'$ 和 $