知識導航

生活當中，我們騎自行車，都需要用力蹬腳踏闆，自行車才會走，才會動起來，有沒有想過這其中有什麼奧秘嗎？這就是力學所講的知識，它的起源就是人們對簡單機械運動的認識。

力學是指一切研究對象的受力和受力效應的規律及其應用的學科的總稱。力學知識最早起源于對自然現象的觀察和在生産勞動中的經驗。人們在建築、灌溉等勞動中使用杠杆、斜面、汲水等器具，逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識。古希臘的阿基米德對杠杆平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統研究，确定它們的基本規律，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。

阿基米德的杠杆原理

力學是物理學、天文學和許多工程學的基礎，機械、建築、航天器和船艦等的合理設計都必須以經典力學為基本依據。機械運動是物質運動的最基本的形式。機械運動亦即力學運動。在力學理論的指導或支持下取得的工程技術成就不勝枚舉。最突出的有：人類登月、建立空間站。

知識放大鏡

知識放大鏡

首個登陸月球的探測器是蘇聯1959年9月使用“月球2号”撞擊月球成功，而美國的“阿波羅11号”則于1969年7月成功登陸月球，航天員尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林成為曆史上最早登陸月球的人類。

理論力學是力學的學科基礎，它可分為靜力學、運動學和動力學三部分：

第一靜力學：研究物體在平衡狀态下的受力規律；

第二運動學：研究物體機械運動的描述，如速度、切向加速度、法向加速度等，但不涉及受力；

第三動力學：讨論質點或者質點系受力和運動狀态的變化之間的關系。

伽利略

6～17世紀間，理論力學開始發展為一門獨立的、系統的學科。伽利略通過對抛體和落體的研究，提出慣性定律并用以解釋地面上的物體和天體的運動。17世紀末牛頓提出力學運動的三條基本定律，使經典力學形成系統的理論。根據牛頓三定律和萬有引力定律成功地解釋了地球上的落體運動規律和行星的運動軌道。此後兩個世紀，在很多科學家的研究與推廣下，終于形成一門具有完善理論的經典力學。

1903年，萊特兄弟飛行成功，飛機很快成為交通工具。1957年，人造地球衛星發射成功，标志着航天事業的開端。

20世紀以來，力學有了很大的發展，創立了一系列重要的新概念、新理論和新方法。

20世紀上半葉，物理學發生了巨大變化。狹義相對論、廣義相對論以及量子力學的相繼建立，沖擊了經典物理學。這半個多世紀中力學的主要推動力來正是自以航空事業為代表的近代工程技術。

知識擴展

廣義相對論

愛因斯坦于1915年進一步建立起了廣義相對論。愛因斯坦發現，在相對論中質量與能量密不可分，兩個守恒定律結合為一個定律。他給出了一個著名的質量—能量公式：E=mc2，其中c為光速。于是質量可以看作是它的能量的量度。計算表明，微小的質量蘊含着巨大的能量。在後來的核反應試驗中證明了這一點。

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