漫話動力學

漫話動力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

黃淑華,劉書玉 編
圖書標籤:
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齣版社: 高等教育齣版社
ISBN:9787040284942
版次:1
商品編碼:10126557
包裝:平裝
叢書名: 大眾力學叢書
開本:大32開
齣版時間:2010-01-01
用紙:膠版紙
頁數:299
字數:250000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

  本書匯集瞭十個專題。牛頓運動定律是動力學最基本的定律,用它可以分析慣性係中物體的移動運動,一般讀者基本上都可掌握。在此基礎上,本書專題二、三分彆介紹瞭非慣性係中的動力學基本方程及描述物體轉動運動普遍規律的動量矩定理:這就為讀者提供瞭新的工具,使得分析研究更廣泛的動力學問題成為可能。專題四至十介紹瞭動力學學科在工程實際,特彆是現代科技中的應用,涉及導航定位、火箭衛星、載人航天、陀螺儀器、體育競技、大氣氣象等多個學科領域。文中列舉的大量實例生動地展示瞭動力學學科在認識客觀世界及改造客觀世界中的巨大威力。此外,在科技發展中一些新思想、新理論、新技術的萌發、發展、實踐到成功的過程也錶明創新思維在創造知識中的重要作用。而專題一更是力學發展史中的一個輝煌篇章,揭示瞭科學發展遵循“實踐一理論一再實踐”規律的客觀真理。這些都有助於加深對科技發展的認識及創新意識的增強。

內容簡介

  動力學是研究物體機械運動規律的科學,與日常生活、自然現象及工程實踐有著廣泛的聯係。《漫話動力學》從常見的日常現象齣發,揭示其中的力學原理,闡明力學規律,並著重介紹這些原理及規律在工程實踐,特彆是現代科技中的應用,從而展示動力學在認識客觀世界及改造客觀世界中的巨大威力。《漫話動力學》匯集瞭十個專題,涉及導航定位、火箭衛星、載人航天、陀螺儀器、體育競技、大氣氣象等多個科技領域。
  《漫話動力學》是一本科普讀物,一些力學原理、規律都是由日常現象歸納總結齣來,並配有大量插圖,因而易於理解;內容豐富而廣泛,通過閱讀可以增加有關現代科技的許多知識;書中所引的故事軼聞,讀起來生動有趣。《漫話動力學》可供中學以上文化程度的廣大讀者閱讀,對學習力學課程的大學生也是一本很好的教學參考讀物,書中動力學在現代科技中應用的實例可以豐富教學內容,因而對力學教師也大有裨益。

作者簡介

  賈書惠,清華大學航天航空學院教授,1933年生,1953年畢業於清華大學機械工程係,1955年-1959年為前蘇聯列寜格勒多科性工業大學物理力學係研究生,並獲物理數學副博士學位,1983年-1984年在美國斯坦福大學作訪問學者。曾任原國傢教委工科力學課程教學指導委員會委員、中國力學學會教育工作委員會主任、《力學與實踐》期刊主編、中國空間科學學會常務理事。多年從事動力學、振動與控製學科的科研與教學工作,研究領域為多體係統動力學及其應用、陀螺力學、振動等。著作有《剛體動力學》,《理論力學教程》、《理論力學學習輔導》,《從貓下落談起》、《奔嚮太空》,主編《多體係統動力學與控製》、《理論力學輔導》,閤著有《理論力學》、《現代控製理論基礎》、《運動生物力學進展》,《現代運動生物力學》。譯著有《陀螺·理論與應用》,《動力學·理論與應用》,並為《中國大百科全書》(第2版)一般力學學科條目撰稿。曾獲北京市普通高校優秀教學成果一等奬,二等奬。

內頁插圖

目錄

1 萬有引力定律是怎樣發現的——人類認識客觀世界的漫漫長路
1.1 哥白尼的日心說
1.2 開普勒的行星運動三大定律
1.3 牛頓的偉大功績
1.4 筆尖上發現的行星
1.5 引力理論的發展
參考文獻

2 落體偏東及其他——兼談物體在非慣性係中的運動
2.1 非慣性係中的動力學
2.2 鉛垂綫並不通過地心
2.3 落體偏東
2.4 炮彈偏右(左)
2.5 受科氏力製約的風
2.6 能證明地球自轉的傅科擺
參考文獻

3 動量矩守恒與動量矩定理——鏇轉物體運動的普遍規律
3.1 動量與動量矩
3.2 動量矩守恒實例
3.3 動量矩定理
3.4 動量矩定理應用實例
3.5 空間情況
參考文獻

4 神奇的慣性導航——一種不依賴任何外部信息的導航係統
4.1 什麼叫導航
4.2 幾種常用的導航係統
4.3 慣性導航
參考文獻

5 人造地球衛星的軌道問題——衛星設計師麵臨的第一個動力學課題
5.1 地球引力場中人造衛星的運動
5.2 傾斜軌道
5.3 太陽同步軌道
5.4 地球同步軌道
參考文獻

6 人造地球衛星的姿態穩定——兼談我國衛星發射中的異常現象
6.1 人造衛星的姿態運動
6.2 不同的姿態穩定方案各顯其能
6.3 自鏇穩定中的最大慣量軸原則
6.4 “實踐一號”在發射中的離奇經曆
參考文獻

7 航天飛行中的超重與失重——非慣性係中人體的感受
7.1 失重就是失去重力嗎?
7.2 失重飛行奇觀
7.3 升空與返迴過程中的超重
7.4 地麵上的模擬
參考文獻

8 從貓下落時的翻身談起——介紹一門新學科——運動生物力學
8.1 形形色色的力學解釋
8.2 打破思維定勢
8.3 給航天員齣主意
8.4 體操運動中精彩的鏇空翻
8.5 一種現代研究方法——計算機數值仿真
參考文獻

9 神秘的數字84.4——揭示不同現象背後本質聯係的一個實例
9.1 牛頓的炮彈
9.2 穿越地球隧道中的免費旅行
9.3 舒勒的大膽設想
9.4 煩人的陀螺羅經調整條件
9.5 非結束語
參考文獻

10 漫話陀螺——從孩童玩具到現代科技
10.1 與時俱進的定點支承方法
10.2 不同尋常的陀螺特性
10.3 陀螺幫你指示方位
10.4 陀螺幫你測量速率
10.5 陀螺幫你構建係統
10.6 陀螺幫你實現穩定
參考文獻
大眾力學叢書(已齣書目)

精彩書摘

  3.4.3 雙足步行機器人的側嚮穩定性
  人們很早就希望研製齣仿人雙足步行機器人,以便在不平的路麵上移動。人在步行前進時,步態有兩個相:(雙足)支撐相與(單足)擺動相。在擺動相,人體以一足著地,重心在基底之外,人體有側嚮傾倒的趨勢。因此,必須選擇閤理的步態與前進速度,纔能使人體在前進運動中保持側嚮穩定。大多數的雙足步行機器人前進速度很慢,行進時,必須先將身體重心側嚮右移至右腳上纔能抬起左腳,當左腳前進一步落地後,再將身體重心側嚮左移至左腳上,再抬起右腳;也就是說在前進時,機器人的重心是左右搖擺的。因而不僅要在踝(或膝、髖)關節處安裝側嚮轉動裝置(圖3-16),而且行走速度也要大受影響。
  如果采用前麵小魔術的技術,問題就簡單多瞭。為保持雙足步行機器人的側嚮穩定性,隻需在體內安裝一個用電機驅動的飛輪,其轉動軸沿前進方嚮(圖3一17)。當抬起右腳時,電機驅動飛輪獲得嚮右轉的角加速度,當抬起左腳時,電機驅動飛輪獲得嚮左的角加速度(注意,這時飛輪仍可能嚮右轉動);根據前麵的解釋,機器人就能長期維持在直立狀態而不會側嚮傾倒。這樣一來,不但可以取消關節處的側嚮轉動裝置,而且行進時,機器人的重心位於一條直綫上而不必左右移動,從而大大提高行進速度。

前言/序言

  動力學是研究物體機械運動規律的科學,與日常生活、自然現象及工程實踐有著廣泛的聯係;人們經常接觸的現代科技成果的背後也都少不瞭動力學的身影。中國航天員首次齣艙活動的電視直播激動人心,奧運會上體操及跳水運動員的精彩空翻令人眼花繚亂,私傢車上的GPs導航儀大大方便瞭齣門旅行……然而,這一切是如何作到的?它們遵循的力學原理及內在規律又是什麼?本書力圖通過由淺入深的分析,圖文並茂的形式,深入淺齣的講解揭示這些原理及規律,使讀者在享受現代科技成果的同時,也能明白其中的道理,瞭解動力學在其中的應用,增加有關的科學知識。
  本書匯集瞭十個專題。牛頓運動定律是動力學最基本的定律,用它可以分析慣性係中物體的移動運動,一般讀者基本上都可掌握。在此基礎上,本書專題二、三分彆介紹瞭非慣性係中的動力學基本方程及描述物體轉動運動普遍規律的動量矩定理;這就為讀者提供瞭新的工具,使得分析研究更廣泛的動力學問題成為可能。專題四至十介紹瞭動力學學科在工程實際,特彆是現代科技中的應用,涉及導航定位、火箭衛星、載人航天、陀螺儀器、體育競技、大氣氣象等多個學科領域。
《星辰間的迴響:宇宙尺度下的物質運動與能量流轉》 一、 序言:仰望星空,追溯起源 自人類文明之初,對頭頂浩瀚夜空的凝視便未曾停歇。那些閃爍的微光,是宇宙最古老的信息載體,講述著亙古不變的物理法則。本書並非一部傳統的科普讀物,而是一次深入宇宙宏大敘事的思想漫遊,旨在構建一個基於嚴謹物理學框架,卻又飽含人文關懷的知識體係。我們將摒棄瑣碎的公式推演,聚焦於核心概念的哲學思辨與實際觀測的交匯點。我們的目標是,讓讀者在理解物質在極端條件下的行為模式時,能同時感受到時間與空間的無限張力。 本書的起點,並非地球上熟悉的力學範疇,而是將視野拉伸至光年、億萬光年之外,探討那些驅動著星係碰撞、恒星生滅的根本動力——引力、暗物質、暗能量的本質及其對宇宙整體結構的影響。我們力求描繪一幅動態的宇宙圖景,其中每一個星係、每一團星雲,都是復雜能量交換係統中的關鍵節點。 二、 極速邊緣的相對性法則 在描述宏觀宇宙的運動時,牛頓的經典力學模型已顯露其局限性。本書的第二部分將重點剖析愛因斯坦的狹義與廣義相對論,但切入角度獨特,側重於它們如何重塑我們對“同步”與“同時性”的理解,以及它們在描述高速運動天體(如類星體噴流或中子星並閤)時的不可替代性。 我們將深入探討時空彎麯的概念,不是以數學幾何為主導,而是以物理實在性為核心。例如,黑洞的事件視界,不僅僅是一個數學上的奇點,更是信息與物質逃逸的終極邊界,其周圍的“引力時間膨脹效應”如何影響觀測者的感知。我們還會討論引力波的産生機製,將其視為時空結構本身的漣漪,而不是傳統意義上的“力”,並結閤LIGO等最新觀測成果,探討這些漣漪如何揭示宇宙深處的劇烈事件。 三、 星體的生與死:恒星演化的能量哲學 恒星是宇宙中最活躍的“反應堆”,它們生命的起止,構成瞭宇宙物質循環的核心環節。本書將詳細解析恒星內部的核聚變過程,從主序星的穩定燃燒,到紅巨星階段的膨脹與失穩。我們關注的重點是能量的平衡——嚮內的引力坍縮與嚮外的輻射壓力之間的微妙角力。 更引人入勝的是恒星的終結。白矮星的電子簡並壓力,中子星的強核密度,以及超新星爆發的驚天動地。我們不僅描述這些事件的物理過程,更會探討它們在宇宙化學演化中的意義。例如,II型超新星如何將構成生命所需的重元素(如金、鈾等)拋灑至星際介質,為下一代恒星和行星係統的誕生提供瞭物質基礎。這是一種宇宙尺度的“新陳代謝”。 四、 星係的編織與暗的構圖 當我們將目光投嚮數十億光年,星係和星係團構成瞭宇宙的宏大骨架。本書將係統闡述星係形成的層次模型,從最初的暗物質暈(Dark Matter Halo)如何作為引力“骨架”,吸引普通物質的聚集。 暗物質的探討將是重中之重。我們承認其存在的觀測證據——星係鏇轉麯綫的異常、引力透鏡效應的扭麯,但本書將側重於它作為一種“惰性”物質,如何通過引力塑造宇宙結構,卻又幾乎不參與電磁相互作用的悖論。我們將在理論框架內,梳理目前主流的WIMP、軸子等候選模型的物理圖像,並討論未來實驗可能如何揭示這種“隱形物質”的真實麵貌。 緊隨其後的是對暗能量的探討。它被視為一種彌漫在整個時空中的負壓,驅動著宇宙的加速膨脹。本書將對比ΛCDM模型(Lambda-Cold Dark Matter)中的宇宙學常數,以及更具動態性的“第五種力”模型,討論人類對宇宙命運的終極預測——是“大撕裂”還是“熱寂”。 五、 極端環境下的物質形態 為瞭理解宇宙的極限,我們必須探索那些在地球上無法重現的極端物理狀態。 1. 簡並態物質: 深入分析白矮星和中子星內部的物理狀態。在極高密度下,物質的量子特性如何被極端壓縮,電子簡並壓力如何抵抗引力,以及在超大質量中子星中可能存在的誇剋物質或奇異物質的推測。 2. 極端磁場: 探討磁星(Magnetar)的超強磁場如何扭麯空間結構,並可能成為某些伽馬射綫暴的源頭。這部分內容將展示電磁力在宇宙尺度上也能産生令人震撼的動力學效應。 3. 高能粒子流: 宇宙射綫的研究揭示瞭宇宙中最強大的加速器——可能是活躍星係核(AGN)或超新星遺跡。我們將分析這些粒子如何以接近光速的速度穿越星際空間,並探討它們的起源地綫索。 六、 宇宙學的哲學視野與觀測的邊界 本書的收尾部分將迴歸到人類對自身在宇宙中位置的思考。我們將討論“可觀測宇宙”的邊界,以及“宇宙學原理”——即在足夠大的尺度上,宇宙是均勻且各嚮同性的——的深層含義及其局限性。 我們還將觸及“多重宇宙”的理論推想,不是作為科幻,而是作為某些弦理論或永恒暴脹理論的邏輯推論。這部分內容旨在激發讀者對現有物理學模型的批判性思維,認識到我們對宇宙的描述,仍處於不斷修正和完善的動態過程中。 《星辰間的迴響》旨在為追求深度理解的讀者提供一個全景式的、相互關聯的宇宙動力學模型。它要求讀者放下對日常經驗的依賴,以一種更具前瞻性的視角,去把握驅動我們頭頂星空永恒運動的那些基本力量與結構。這是一場關於尺度、時間與存在的深刻對話。

用戶評價

評分

《漫話動力學》這本書給我的感覺,與其說是一本科普讀物,不如說是一場關於“運動的哲學”的對話。作者在書中展現齣的,不僅僅是對物理知識的掌握,更是一種對事物運行本質的深刻理解。我最欣賞的是,書中在講解動力學原理時,經常會引入一些“反常識”的例子,或者提齣一些發人深省的問題,迫使我去跳齣固有的思維模式。比如,在討論“相對運動”時,作者舉瞭一個在勻速行駛的火車上扔球的例子,然後引導讀者思考,對於車內的人和車外的人來說,球的運動軌跡是怎樣的不同,以及為什麼會齣現這種情況。這種視角轉換的訓練,讓我意識到,我們對“運動”的認知,往往受到觀察者自身狀態的影響,而動力學正是提供瞭一個客觀的框架來描述和理解這種運動。書中對“慣性係”和“非慣性係”的講解,更是讓我醍醐灌頂。作者用生動的比喻,解釋瞭為什麼在加速的電梯裏會感覺身體變重,或者在轉彎的汽車裏會被甩齣去,從而讓我理解瞭慣性力和科裏奧利力等概念,不再是冰冷的數學公式,而是實實在在的物理效應。這本書讓我覺得,學習動力學不僅僅是學習一套知識,更是在培養一種“看世界”的全新眼光,一種對事物變化規律的敏銳洞察力。

評分

從技術層麵上講,《漫話動力學》這本書對於初學者而言,無疑是一次非常成功的科普嘗試。作者在構建知識體係時,並沒有追求麵麵俱到,而是精選瞭動力學中最核心、最基礎的概念,例如牛頓運動定律、動量、能量守恒、簡諧運動等,並對這些概念進行瞭深入淺齣的講解。我尤其欣賞作者處理“力的分解”這一環節的方式,它通過大量生活化的例子,如斜坡上的物體、拋體運動等,展示瞭力的分解在實際問題中的應用,使我能夠從“用”的角度去理解“為什麼”需要分解力,而不是僅僅死記硬背三角函數公式。書中對“能量”的闡述,也避免瞭純粹的數學推導,而是側重於能量的轉換和守恒原理在不同場景下的體現,比如彈簧振子、擺錘的運動,讓我看到瞭能量在係統中的流動和傳遞,而非僅僅是抽象的E=mc²。此外,書中的邏輯清晰,章節之間的過渡自然,能夠引導讀者一步步建立起對動力學概念的認知。雖然書中沒有涉及太多高深的數學建模,但這正是其“漫話”風格的精髓所在,它以一種更易於接受的方式,為讀者搭建起通往更復雜物理世界的一座橋梁,讓我能夠信心滿滿地去探索更多未知的領域。

評分

這本《漫話動力學》我真的是一口氣讀下來的,完全停不下來!之前對物理學,尤其是力學方麵,總覺得那是高深莫測、離我生活很遠的學科,腦子裏都是一堆堆公式和抽象概念。但這本書徹底顛覆瞭我的看法!作者用一種非常接地氣、甚至可以說是幽默的方式,把那些看似復雜的動力學原理講得活靈活現。比如,它不是直接拋齣一個牛頓定律,而是從一個生活中再常見不過的場景入手,比如推一個箱子,或者騎自行車,然後層層剝開,分析其中的受力、運動狀態,以及它們是如何相互關聯的。我印象最深的是關於慣性的一章,作者用一個簡單的比喻,把慣性形容成“懶惰”,物體總是不願意改變自己的運動狀態,除非有外力“推它一把”。這個形象的比喻讓我一下子就抓住瞭核心概念,再也不會覺得慣性是個難以理解的抽象詞匯瞭。而且,書中穿插的漫畫和插圖,簡直是點睛之筆,它們不僅讓閱讀過程變得輕鬆有趣,更是把一些抽象的物理過程可視化瞭,讓我這個物理小白也能輕鬆理解。每次看到那些生動有趣的漫畫,我都會會心一笑,感覺就像在看一本漫畫書,隻不過學到的知識是實實在在的。總的來說,如果你也曾經對物理學望而卻步,或者覺得它枯燥乏味,這本書絕對是你重新認識物理世界的絕佳選擇,它會讓你驚呼:“原來物理這麼有趣!”

評分

坦白講,我一開始對《漫話動力學》並沒有抱太高的期望,以為又是那種“講得淺,但不夠深入”的科普書。然而,這本書完全齣乎我的意料。它最大的亮點在於,它並沒有把“有趣”和“嚴謹”對立起來。雖然書名叫“漫話”,但其背後對物理學原理的闡釋是相當紮實的。作者在解釋一些關鍵概念時,會引用一些經典的物理學實驗,或者追溯這些概念的發現曆程。例如,在講述動量守恒定律時,書中並沒有直接給齣一個公式,而是通過介紹伽利略的斜麵實驗、以及後來科學傢如何從觀察碰撞現象中提煉齣動量守恒這一概念。這樣的敘述方式,讓我感覺自己不僅僅是在學習一個物理定律,更是在參與一場思想的探索。而且,作者對於“尺度”和“視角”的把握也十分到位,他會從宏觀的行星運動,到微觀的原子振動,都能巧妙地運用動力學原理來解釋。這種“大”與“小”的切換,讓我對物理學的普遍適用性有瞭更深刻的認識。讀這本書,我感覺自己像是在聽一位經驗豐富的老師,娓娓道來,時而妙語連珠,時而又嚴肅認真地指齣關鍵細節,讓我真正體會到物理學的魅力不僅僅在於它的精準,更在於它背後那份對世界運行規律的深刻洞察。

評分

在閱讀《漫話動力學》的過程中,我最大的感受是它非常有效地解決瞭我在學習物理過程中經常遇到的“知其然,不知其所以然”的問題。這本書在解釋每一個概念時,都非常注重探究其“為什麼”。比如,當介紹到“摩擦力”時,作者並沒有簡單地給齣公式,而是深入分析瞭兩種主要的摩擦力——靜摩擦力和動摩擦力——它們産生的微觀機製,以及在不同情況下它們如何影響物體的運動。他用非常形象的例子,比如鞋底的紋路,以及潮濕路麵上的情況,來解釋摩擦力的大小和方嚮。這種從微觀機製到宏觀現象的層層遞進,讓我對摩擦力有瞭全新的理解,不再是單純的“阻礙運動”,而是一個復雜但又至關重要的物理效應。同樣,在講解“周期性運動”時,書中花瞭很多篇幅去剖析“迴復力”的作用,以及它如何驅動物體迴到平衡位置,從而形成周期性的振動。這本書的價值在於,它鼓勵讀者去思考“背後的原因”,而不是滿足於錶麵的描述。它就像一位耐心的引導者,帶領我們一步步揭開物理現象的神秘麵紗,讓我們真正理解那些看似簡單的物理定律是如何被構建起來的,以及它們在現實世界中扮演的角色。

評分

這也反映瞭航空航天的要求促進瞭現代力學的快速發展。

評分

可能和作者的背景有關,裏麵航空航天的例子比較多。

評分

隻有思考過的人纔會漫話,大師的思考更是耐人尋味的漫話。

評分

可能和作者的背景有關,裏麵航空航天的例子比較多。

評分

知識性、趣味性。

評分

很好的

評分

很好的入門科普教材。

評分

內容很不錯 寫的好 相關的淺顯易懂的書太少瞭

評分

很好的入門科普教材。

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