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图1-14 定义在曲线S上的变化的力F
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（当然，这积分依赖于曲线——一般情况下——虽然有时它不是物理学。）
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好了，你们要学物理必须懂的数学——至少是现在——都在这里了。这些东西，最主要是微积分和初等矢量理论应当成为第二天性。某些东西——像线积分——现在 还不是第二天性，但是当用它们更多以后终于会成为第二天性。他们还 不是这样重要，并且比较难。你现在“必须牢记在你的头脑里的”是微积分以及一些关于求不同方向上的矢量分量的方法。
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1-9 一个简单的例子
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我给你们讲一个例题——只是非常简单的一个例题——来说明怎样求矢量的分量。假设我们有一台机器，如图1-15所示：它是由用一个枢轴连结的两根杆子（像肘关节）组成，上面有一个大的重物。其中一根杆子的一端用一个固定的枢轴固定在地板上。另一根杆子的一端有一个滚轴，可以沿地板上的狭槽滚动——这是一台机器的一部分。你看它彳亍、彳亍地开动——滚子前后运动，重物忽上忽下，就这样运动。
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图1-15 简单的机器
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我们设重物质量为2千克，杆子长0.5米，在某个时刻机器静止不动，重物到地板的距离恰好是0.4米——这样我们就有一个3-4-5三角形，这使计算变得更容易（见图1-16）。（计算并不是最重要的，真正的困难在于得到正确的概念 。）
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图1-16 需要多大的力P以维持重物？
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问题是求为了托住 重物你必须作用在滚轴上的水平力P 。现在我作一个为解这个题所需要的假设。我们假设如杆子两 端都有枢轴，净力总是沿着杆子 。（可以证明这是正确的，你们可以领悟到这是不证自明的。）如果只在杆子的一端 有枢轴这就不一定正确了，因为这样我就可以把杆子推向侧面。但如果在两端各有一个枢轴，我只能沿着 杆子推动它。我们假设我们知道这一点——就是力必定沿着杆子的方向。
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根据物理学，我们还知道其他一些事情：在杆子的端点的力相等而方向相反。例如，杆子作用在滚轴上的力必定等于杆子以相反的方向作用在重物上的力。问题在于：有了这样的杆子的性质的概念，我们试着算出作用在滚轴上的水平力。
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我想我尝试着做做看的方法是这样：杆子作用在滚轴上的水平力是作用在它上面净力的一个分量。（当然，由于“限制狭槽”的作用还有一个垂直分量，这个分量是不知道的，也没有兴趣；这是作用在滚轴上净力的一部分，它和作用在重物上的净力正好相反。）如果我能求出杆子作用在重物上的力的分量，我就可以求出杆子作用在滚轴上的力的分量——我只要水平分量。如果我把作用在重物上的水平力称作Fx ，那么作用在滚轴上的水平力就是-Fx ，将重物托住所需要的力与它相等，方向相反，所以|P |=Fx 。
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杆子施加于重物的垂直力Fy 很容易求：它就等于该重物的重量，为2千克乘以引力常量g 。（你们必须从物理学知道的另一些东西——在米·千克·秒制中g 是9.8。）Fy 等于2乘g ，即19.6牛顿。于是得到作用在滚轴上的垂直力-19.6牛顿。我怎样求水平力呢？答案：由于已知净力必定沿着杆子，从而我就可以求出它。如Fy 为19.6，并且净作用力沿着杆子，那么Fx 应该等于多少（见图1-17）？
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图1-17 杆子作用在重物上的力和作用在滚轴上的力
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好了，我们有了三角形投影，它被设计得非常恰当，所以水平边对垂直边的比例为3比4；这和Fx 比Fy 的比例相同。（此地我不在乎净力F ；我只需要水平 方向的力）并且我已经知道垂直是多少。所以水平力的大小——未知——与19.6之比等于0.3与0.4之比。因此，用19.6乘3/4就得到：
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我们得到托住重物所必需的作用于滚轴上的水平力|P |是14.7牛顿。这就是这个问题的答案。
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是吗 ？
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你们看，你们做物理习题不能只是代代公式：你们除了知道法则、投影的公式以及所有的数据以外不知道还有别的东西，你们就永远不可能真正学到东西；你们必须对实际情况具有某种感觉 ！过一会儿我要作关于这方面更多的讨论，但在此地，在这个特定的问题中，困难在于：作用在重物上的净力不仅来自一根 杆子，还有另一根 杆子在某个方向的作用力，我在分析问题的时候把它丢在一边——所以这全都错了！