第一章：连续体力学VIP专享VIP免费

1第一章：连续体力学连续体力学又称连续介质力学，包括固体的弹性力学和流体力学。连续体的共同特点是其内部质点之间可以有相对运动。从宏观上看，连续体可以有形变或非均匀流动。处理连续体的办法是不再把它看成一个个离散的质点，而是取“质元”，即有质量的体积元。在连续体力学中，力不再看成是作用在一个个离散的质点上，而看成是作用在质量元的表面上。本章主要研究固体的弹性性质、液体的表面性质、液体的流动性质和黏滞性质，这些性质无疑对农业和生物学中是非常重要的。2本章重点：1、掌握应变、应力及杨氏模量（Youngmodulus）的概念。2、掌握静止流体内的基本概念及压强、表面张力。3、掌握拉普拉斯公式。4、掌握连续性原理和伯努力方程。5、掌握粘滞定律、泊肃叶公式和斯脱克斯公式。3一、物质的基本性质：1、物质世界的结构层次：宇观、宏观、介观、微观。2、物质存在的基本形式：实物粒子和场。（1）物质的结构、组成。（2）物质间的相互作用。四种相互作用：引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用和弱相互作用。42.非晶体(amorphous)无规则对称的外形，加热熔化时也没有确定的熔点，在微观上分子排列无序（或近程有序），这类固体称非晶体。非晶体有许多类型，玻璃体、弹性体和塑性体是其中最主要的类型。生物材料大多属于非晶体。51.31-2673、物质的四种形态：（1）固体：晶体、非晶体、准晶体。（2）液体。（3）气体。（4）等离子体。4、物质的能量：（1）能量守恒定律。（2）物质和能量。2CmE8二、应变与应力1、固体的形变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。2、拉伸应变（tensilestrain）：在外力作用下发生的相对形变。0ll3、应力（stress）：作用在物体内部单位面积上的作用力。图1-7SfSfS0limSfdd9100llE＝拉在拉伸应变中在体应变中0VVK＝体在剪切应变中dxG＝剪E、K、G分别称杨氏模量（Youngmodulus）、体积模量（bulkmodulus）和切变模量（shearmodulus）。11例1：弹跳蛋白是一种存在于跳蚤的弹跳机构和昆虫的飞翔机构中的弹性蛋白，其杨氏模量接近于橡皮。今有一个截面积为30cm2的弹跳蛋白，施加270N的力后其长度为原长的1.5倍，求弹跳蛋白的杨氏模量。物体内部某截面上的应力解：Sf0llE＝拉520427011.810Nm3010(1.51)FlESl12三、液体的结构：（了解）1、结构：大多数液体都是以分子为基本结构单元。分子之间的键联主要是范德瓦耳斯键。液体的结构特征是近程有序、远程无序。2、液体的分类：（1）极性液体(polarliquid)：由带极性的分子组成的液体。这种液体分子的正负电部分不相重合而使分子具有极性。（2）非极性液体(non-polarliquid)又称范德瓦耳斯液体。特征是液体的分子不带电荷或没有极性,分子之间主要依靠微弱的分子力联系起来。。13（3）金属液体(metallicliquid)：液体的导电性和导热性都很好。（4）量子液体(quantumliquid)：超流体(superliquid)，超流体的黏滞性很小，是一种量子化效应。3、水（H2O）：水分子是极性分子，是溶剂。在植物体的总重量中，80％～90％是水，在动物体中水也要占70％之多。144、液晶：在一定温度下，晶体变成清亮透明的液态。特点：1）力学性质象液体。2）光学性质象晶体。应用：1）LCD2）液晶热象技术5、液晶与生物膜：细胞膜即为液晶态，生物液晶。调节与外界的物质、能量、信息的传输。相变将造成膜结构与功能的破坏，可研究疾病的防治和治疗。1516四、静止流体内的压强：1、静止流体内一点的压强：应力：sfTS0lim压强：静止流体内部应力的大小sfPS0lim流体静压力垂直器壁单位：SI“帕”“Pa”172、静止流体内压强分布:（掌握）(1)等高的地方压强相等ABPAPBSSBCSSPBPC0SPsPBABAPP静止流体中所有等高的地方压强相都等(2)高度相差h的两点间压强差为gh0SPSghSPCBghPPBC0PhPghPP0183、帕斯卡原理：作用在密闭容器中流体上的压强等值地传到流体各处和器壁上。hABfsPSfP应用：夜压机p2PS1PS12SS12PSPS194、阿基米得原理：物体在流体中所受...