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经典物理学中的经典力学
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## 经典物理学中的经典力学

17世纪经典力学体系的确立是物理学第一次伟大的集成。经典力学实际上是将天上的行星运动（J.开普勒（Johannes Kepler）根据天文观测所总结出的行星运动规律）与地面上的落体与抛体运动（伽利略揭示的规律）概括到一个规律里，建立了经典力学。I.牛顿实际上建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律。运动定律是在力作用下物体怎样运动的规律；万有引力是一切物质之间都存在的一种基本相互作用力。牛顿从物理上把这两个重要的力学规律总结出来的同时，也发展了数学。他也是微积分的发明人之一。由运动定律得出来的运动方程，可用数学方法具体求解。计算行星运动轨道的问题，基本上可按照牛顿定律，加上用数学方法解运动方程即可。根据现在的轨道上行星位置，倒推千百年前或预计千百年后它们的位置都是可行的，从而创立了天体力学。海王星的发现史就充分显示了这一点。按照牛顿定律写出运动方程，若已知粒子的位置和速度作为初始条件，原则上就可求出以后任何时刻的粒子位置和速度。到19世纪，经典力学新的发展表现为一些科学家重新表述了牛顿定律。新表述的有拉格朗日方程组、哈密顿方程组，形成了分析力学。这些新的表述形式，在不改变实质的条件下，用新的、更简洁的形式来表述牛顿定律。另一个方面，就是将牛顿定律推广到大量质点构成的系统，即首先建立了刚体力学，随后又出现了弹性力学、流体力学等。在这方面，20世纪有更大的发展，特别是流体力学、空气动力学，这些学科与航空技术的发展密切相关，而空气动力学的发展又和喷气技术密切相关，进而经典力学还构成了航空和航天技术的理论基础。机械振动在介质中的传播构成了声波，在19世纪后半叶瑞利建立了声学的基本理论。到20世纪声学研究的频段从可听声（20～2×104赫）扩充到次声（10-4～20赫）和超声（2×104～1014赫），传播的介质也从空气扩充到液体（如海水）和固体，一些交叉学科如建筑声学、语言声学、电声学、水声学、超声学等依次地建立起来。