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出版者:机械工业出版社

作者:杨玉贵 夏虹 中国机械工业教育协会 组

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2001-1

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787111083665

丛书系列:

图书标签:

• 工程力学
• 力学
• 工程
• 物理
• 大学教材
• 高等教育
• 基础学科
• 材料力学
• 结构力学
• 理论力学

《工程力学》：解析物理世界的运动与平衡 《工程力学》是一部深刻剖析物体运动规律和力学平衡原理的著作，它以严谨的科学态度和清晰的逻辑框架，为读者构建起理解宏观世界运作机制的理论基石。本书并非对某一具体工程领域的浅尝辄止，而是着力于揭示隐藏在各种工程现象背后的普适性力学法则，旨在培养读者运用科学思维解决复杂工程问题的能力。 本书内容覆盖了经典力学的核心范畴，主要包括三个相互关联且层层递进的部分：静力学、运动学和动力学。 第一部分：静力学——平衡的艺术 静力学是力学的基础，它研究的是处于静止状态的物体所受的力系的平衡问题。在这一部分，本书将从最基本的概念出发，如力和力的测量，详细阐述力的矢量特性、力的合成与分解。读者将学习到如何将复杂的力系简化为等效的简单力系，以及判断物体是否处于平衡状态的充要条件。 本书将深入探讨各种常见的约束和反力。例如，铰支、滚动支座、固定端等不同约束形式如何影响物体的受力与运动，以及如何根据平衡方程精确计算它们产生的反力。这将是分析和设计各种结构，如桥梁、建筑物、机械设备等不可或缺的技能。 重心和形心是静力学中另一个重要的概念。本书将详细介绍如何计算平面图形和三维物体的形心与重心，以及它们在确定物体受力平衡和稳定性中的作用。通过丰富的实例，读者将理解如何应用这些知识来优化结构设计，确保其在使用过程中的稳定性和安全性。 此外，静力学部分还将涉及摩擦力的分析。摩擦力是影响物体运动和平衡的重要因素，本书将详细介绍静摩擦和动摩擦的性质、计算方法，以及它们在实际工程中的应用，例如制动器、联轴器等。 第二部分：运动学——描述运动的语言 运动学是力学中研究物体运动的几何特征，而不考虑产生运动的原因（即力）的部分。在这一部分，本书将带领读者进入动态的世界，学习如何精确地描述物体的运动。 本书将从最基本的运动学概念入手，包括位移、速度和加速度。读者将学习到如何将矢量分析的方法应用于描述直线运动和曲线运动。对于直线运动，本书将详细讲解匀速直线运动和匀变速直线运动的规律，并推导出相关的运动方程。 在曲线运动方面，本书将重点介绍圆周运动。读者将学习到描述圆周运动所需的角位移、角速度和角加速度，以及线速度与角速度、线加速度与角加速度之间的关系。离心加速度和切向加速度的概念及其计算方法也将得到详尽的解析，这对于分析旋转机械的运动至关重要。 本书还将触及更复杂的运动描述，例如相对运动。在多体系统中，一个物体相对于另一个运动的物体的位置、速度和加速度如何计算，将是本书的一个重要探讨方向。这将为分析连杆机构、齿轮传动等复杂机械系统的运动打下基础。 本书强调的是运动学的“描述性”，即不涉及“为什么”物体会这样运动，而是专注于“如何”精确地描述其运动轨迹、速度和加速度。这为后续的动力学分析提供了必不可少的基础。 第三部分：动力学——揭示运动的根源 动力学是力学研究的核心，它在运动学描述的基础上，进一步探究产生运动的原因——力，以及力与运动变化之间的定量关系。本书的动力学部分将是全书的重中之重，它将建立起一个完整的理论体系，用于分析和预测物体的动态行为。 牛顿运动定律是动力学部分的基石。本书将对牛顿第一、第二、第三定律进行深刻的阐释。 牛顿第一定律（惯性定律）：本书将引导读者理解惯性的概念，即物体维持其原有运动状态（静止或匀速直线运动）的性质。即使在没有外力作用的情况下，物体也不会自行改变其运动状态。 牛顿第二定律（加速度定律）：这是动力学中最核心的定律。本书将详细讲解力的作用效果——加速度，以及力、质量和加速度之间的定量关系：F=ma。读者将学习到如何运用此定律来计算物体在已知力作用下的加速度，或者根据物体的运动状态反推出作用在其上的力。本书还将引入动量和冲量的概念，并推导出动量定理和冲量定理，这为分析碰撞、爆炸等瞬时作用力的问题提供了强大的工具。 牛顿第三定律（作用力与反作用力定律）：本书将清晰地阐述这一定律，即作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，分别作用在两个不同的物体上。理解这一定律对于正确分析多体系统的受力至关重要。 基于牛顿运动定律，本书将进一步深入探讨几种重要的动力学问题： 直线运动的动力学分析：本书将结合静力学中的约束力，以及牛顿第二定律，分析在各种力的作用下，物体进行直线运动时的动力学规律。这包括恒定合力作用下的运动，以及变力作用下的运动。 圆周运动的动力学分析：圆周运动的动力学分析是动力学中的一个重要分支。本书将详细讲解向心力在维持物体圆周运动中的作用，以及如何根据牛顿第二定律计算向心力的大小和方向。读者将学习到如何分析在不同约束条件下，如绳子、轨道等，物体做圆周运动时的受力情况。 功和能：本书将引入功和能的概念，并详细阐述动能定理。功是力在物体位移方向上做的一种度量，而能则是物体做功的能力。本书将推导动能定理，即合外力做的功等于物体动能的变化量。这将为分析物体的能量转化和守恒提供新的视角。 机械能守恒定律：当只有保守力（如重力、弹性力）做功时，系统的机械能（动能与势能之和）将保持不变。本书将深入阐述机械能守恒定律，并展示其在分析单摆、自由落体、弹簧振子等问题中的强大应用。 冲量和动量：虽然在牛顿第二定律部分已有所提及，但本书还将独立成章，更深入地探讨冲量和动量。动量是物体质量和速度的乘积，是描述物体运动状态的另一个重要物理量。冲量则是力的作用时间和该力的乘积。动量守恒定律，即在没有外力或外力合冲量为零的系统中，系统的总动量保持不变，是分析碰撞、爆炸等问题的重要原理。 振动：简谐振动是自然界中最基本、最普遍的振动形式之一。本书将从动力学角度出发，分析简谐振动的产生条件、运动方程、周期和频率等关键参数。通过对弹簧振子和单摆等典型例子的分析，读者将深刻理解简谐振动的特点和规律。 本书特色与价值 《工程力学》的编写以“理解”为核心，而非简单的公式罗列。书中充满了精选的典型例题，这些例题覆盖了各个知识点，并从不同角度提供了详细的解题思路和步骤，帮助读者将抽象的理论转化为具体的应用。同时，每章末尾的习题，难度适中，鼓励读者独立思考和练习，巩固所学知识。 本书强调物理概念的深刻理解。作者力求用清晰、直观的语言解释每一个概念的物理意义，避免使用晦涩难懂的专业术语，使得不同背景的读者都能轻松入门。 在章节安排上，本书遵循了从易到难、由简入繁的原则，确保知识体系的连贯性和递进性。从最基本的力的分析，到复杂的动态过程，本书一步步引导读者建立起完整的力学知识框架。 《工程力学》不仅是机械类、土木类、航空航天类等传统工程学科学生的必修参考书，更是所有对物理世界运作规律感兴趣的读者的一扇窗口。它所传达的力学思维方式，将有助于读者在面对各种工程问题时，能够迅速抓住本质，提出有效的解决方案。通过对本书的学习，读者将掌握一门强大而普适的分析工具，为在更广阔的工程领域深造打下坚实的基础，并培养出严谨的科学态度和解决问题的能力。

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这本书的装帧设计颇具匠心，封面采用了哑光处理，触感细腻，深蓝色的主色调沉稳大气，中央烫金的标题在灯光下熠熠生辉，彰显出一种严谨而专业的学府气息。内页纸张选用的是高克重的米白色纸张，不仅有效减少了阅读时的视觉疲劳，更使得印刷出来的图表线条清晰锐利，即便是那些复杂的受力分析图和结构示意图，也能一目了然。装订方面，采用了高质量的锁线胶装工艺，使得整本书可以平摊在书桌上，极大地便利了在演算过程中需要对照查看公式和例题的读者。装帧上的这种用心，无疑提升了阅读体验，让人在拿起这本书时，就已经感受到了一种对知识的尊重与敬畏。我个人尤其欣赏它在细节上的处理，比如章节开头的引言部分，虽然篇幅不长，但往往能巧妙地引出本章的核心概念，为接下来的深入学习做好心理铺垫。

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作者的叙述风格，老实说，初读时会让人感觉略显“学究气”，但深入阅读后，你会发现这其实是一种极度严谨和负责任的体现。语言力求精确无歧义，每一个术语的定义都经过了反复的推敲和锤炼，绝不含糊其辞。例如，在弹性力学基础章节中，关于“平面应变”和“平面应力”状态的描述，作者用了整整半页篇幅来阐述它们的适用边界条件和物理意义的本质区别，这种对概念边界的清晰界定，避免了日后在实际应用中因理解偏差而导致的严重后果。虽然不像某些通俗读物那样风趣幽默，但这种如同精密仪器般校准过的文字，对于我们这些追求硬核知识的读者来说，简直是莫大的福音——它保证了我们从书本中学到的知识是可靠、无瑕疵的“真金白银”。

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这本书的深度和广度，成功地在理论的严密性和工程的实用性之间找到了一个近乎完美的平衡点。它不仅详尽地讲解了经典的静力平衡、位移计算和材料本构关系，更令人惊喜的是，它还对现代工程分析中的一些前沿概念有所涉猎，比如基础的有限元思想的萌芽和结构稳定性分析中的欧拉公式的推导背景。这种“立足经典，展望未来”的视野，使得这本书的阅读价值大大超越了一本普通的期末考试复习资料。读完之后，我感觉自己对整个力学体系的脉络有了更清晰的认识，理解了为什么那些看似枯燥的微分方程能够精确地描述宏观世界的受力现象。这本书的价值不在于它教给你多少现成的答案，而在于它赋予了你一套完整的、可以用来解决未来未知工程挑战的思维框架和分析工具。

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要说这本书的亮点，那一定是它在例题和习题设置上的精妙布局。不同于市面上许多教材那种“公式堆砌、计算为王”的习题集，这里的每一道例题都像是精心设计的“微型工程案例”。它们不仅需要读者熟练运用公式，更重要的是要求读者具备将实际问题抽象建模的能力。我特别留意了其中几道涉及复杂截面转动惯量和截面模量的题目，它们所设定的几何形状和加载条件，都非常贴近实际工程中会遇到的不规则构件，迫使读者必须跳出标准公式的舒适区，进行深层次的思考和推导。习题部分的难度梯度划分也非常科学，从基础巩固型的数值计算，到需要综合运用多章节知识的综合设计题，环环相扣，步步升级。完成一整套习题下来，我感觉自己的“工程直觉”都有了显著的提升，不再是死记硬背公式的机器，而更像是一个能够分析问题的工程师。

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这本书的章节组织结构，简直是一场教科书级别的编排艺术，逻辑链条的设置几乎无可挑剔。它并非简单地罗列知识点，而是遵循着从宏观到微观、从基础到深入的递进逻辑。初学者可能会惊喜地发现，作者在引入新的复杂概念前，总是会用极其简洁明了的语言复习巩固前置知识，仿佛搭建了一座坚实的桥梁，将读者平稳地从已掌握的领域过渡到未知的领域。例如，在处理应力与应变关系的那一部分，作者没有直接跳入张量分析，而是通过对材料微观结构形态的剖析，循序渐进地引入了本构方程，这种“打地基”式的讲解方式，极大地增强了读者的理解深度和自信心。更难能可贵的是，每节末尾的“知识点回顾与辨析”小栏目，精辟地总结了本节的精华，并常常设置一些容易混淆的概念对比，让人在合卷沉思时，能够迅速校准思维的偏差。

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