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出版者:Macmillan Pub Co

作者:R. C. Hibbeler

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1985-07

价格:USD 74.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780023542602

丛书系列:

图书标签:

• 力学
• 工程力学
• 机械工程
• 材料力学
• 结构力学
• 动力学
• 静力学
• 工程
• 物理
• 高等教育

探索力的奇妙世界：从宏观到微观的工程力学之旅 本书旨在揭示驱动我们周围物理世界运转的根本原理。我们将一同踏上一段引人入胜的旅程，从理解静止物体如何在力的作用下保持平衡，到深入探讨运动物体为何会以特定方式运动，以及这些力如何随着时间推移而发生变化。 第一部分：静态力的奥秘——构建稳固的基础 本部分将聚焦于静力学，也就是研究在力的作用下物体保持静止状态的学问。我们将从最基本的概念出发，例如力的定义、表示方法（矢量性）以及力的合成与分解。理解这些基本要素，如同学习一门新的语言，是我们后续所有分析的基石。 接着，我们将探讨力的平衡。在静力学中，一个物体之所以保持静止，是因为作用在其上的所有力在合力上相互抵消。我们将学习如何识别和分析这些作用力，包括重力、支持力、张力以及摩擦力。通过引入力的矩和力偶的概念，我们将深入理解物体在受力情况下是否会发生转动，这是设计结构稳定性的关键。 本部分将详细讲解受力图（Free-Body Diagram）的绘制和应用。受力图是分析任何力学问题的“诊断工具”，它能够清晰地展示作用在特定物体上的所有外力。通过熟练绘制和解读受力图，我们可以有效地将复杂的问题简化为可管理的代数方程，从而求解未知力。 我们将应用这些原理来分析各种工程结构，例如桁架（Truss）和梁（Beam）。桁架是由杆件构成的稳定结构，我们在其中学习如何确定每个杆件承受的拉力或压力。梁是承受弯曲载荷的常用构件，我们将研究其上的弯曲应力和剪切应力，为选择合适的材料和设计梁的截面奠定基础。 第二部分：运动的规律——揭示动态的本质 在掌握了静态力的原理后，我们将进入动力学的范畴，研究物体在力的作用下的运动。本部分将首先介绍运动学（Kinematics），它描述物体的运动本身，而不考虑引起运动的原因。我们将学习描述运动的基本量：位移、速度和加速度，并理解它们之间的关系。我们将分析直线运动和曲线运动，包括抛体运动和圆周运动，这些都是许多工程应用中常见的运动形式。 随后，我们将深入动力学（Dynamics）的核心，即牛顿运动定律。我们将详细阐述牛顿第一定律（惯性定律）、第二定律（F=ma）和第三定律（作用力与反作用力定律）。牛顿第二定律是动力学的基石，它直接将力、质量和加速度联系起来，使我们能够预测物体的运动状态。 本部分将引入功和能的概念。功是力在物体位移过程中所做的量度，而能则是物体做功的能力。我们将探讨动能（与运动相关的能）和势能（与位置或状态相关的能），并学习功-能定理和机械能守恒定律。这些概念为分析更复杂的动力学问题提供了强大的工具，尤其是在处理涉及能量转换的系统时。 此外，我们还将学习冲量和动量。冲量是力在一段时间内的累积效应，而动量则是描述物体运动状态的量。冲量-动量定理将这两者联系起来，为分析碰撞和冲击等瞬时效应提供了有效的方法。 第三部分：材料的响应——理解变形与强度 最后一部分将关注材料力学（Strength of Materials），研究固体材料在受力时产生的变形和应力。我们将从应力（Stress）和应变（Strain）的基本定义入手。应力描述了单位面积上所承受的力，而应变则描述了材料的相对变形。 我们将探讨几种主要的应力状态，包括拉应力、压应力、剪应力、弯曲应力和扭转应力。理解这些不同的应力形式对于预测材料的失效至关重要。我们将学习胡克定律（Hooke's Law），它描述了在线弹性范围内，应力与应变成正比的关系。 本部分还将深入研究梁的弯曲。我们将学习如何计算梁在不同载荷下的弯曲应力和挠度（变形量），并理解惯性矩（Moment of Inertia）在抵抗弯曲中的重要作用。这将为工程师选择合适的梁材料和设计梁的形状以满足强度和刚度要求提供理论依据。 最后，我们将简要介绍疲劳（Fatigue）和断裂（Fracture）等概念。即使在低于屈服强度的应力下，材料也可能因为反复加载而发生失效。理解这些现象对于确保工程结构的长期可靠性至关重要。 通过对这些核心概念的系统阐述和丰富的工程实例分析，本书旨在为读者构建一套坚实的工程力学知识体系，使其能够自信地分析和解决各种工程挑战。

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**第一段评价：** 这本书简直是为那些在力学领域挣扎的学生量身定做的救星。我记得我刚开始接触静力学的时候，感觉那些概念就像是天书一样难以理解，牛顿的定律、自由体图的绘制，每一个步骤都充满了迷雾。但是，自从我翻开这本书，那种困惑感就奇迹般地消散了。作者的讲解方式非常直观，他们没有一上来就抛出复杂的数学公式，而是先用非常贴近生活的例子来阐述物理现象背后的原理。比如，讲解力矩的时候，书中用了拧螺丝和跷跷板的例子，让我立刻明白了力矩的定义和方向性。更让我印象深刻的是，书中的插图质量极高，每一个图示都清晰地标注了向量的方向和大小，这对于我理解三维空间中的受力分析至关重要。我尤其欣赏它在章节末尾设置的“概念回顾”部分，它不像有些教材那样只是简单重复定义，而是用提问的方式引导读者思考，巩固对核心概念的掌握。总而言之，如果你像我一样，在基础力学课程中感到力不从心，这本书绝对能为你搭建起坚实的知识桥梁，让你从“会做题”跨越到“真明白”。

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**第四段评价：** 这本书的排版和印刷质量也值得我着重提一下，因为在长时间的阅读和学习过程中，一个舒适的阅读体验是保持专注力的关键因素。与我之前使用的几本教材相比，这本书的纸张采用了相对柔和的米白色，有效地减少了长时间面对屏幕或纸张时眼睛的疲劳感，这对于需要经常查阅和演算的力学学习者来说，是一个巨大的加分项。页边距的设计非常合理，留出了充足的空间供我在旁边批注、推导和画图，这使得它真正成为了一本“可操作”的学习工具书，而不是一本只能被供奉起来的参考书。更不用说，公式的字体选择非常清晰，无论是希腊字母还是上下标，都清晰可辨，避免了我在辨认复杂的张量符号时产生混淆。此外，书本的装订也非常结实，经过我几个月的频繁翻阅和携带，它依然保持着完好的形态，这表明出版商在制作上确实下足了功夫，体现了对知识载体质量的尊重。

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**第五段评价：** 这本书在处理工程流体力学部分时，展现出了一种罕见的平衡感——它既没有陷入纯理论的 Navier-Stokes 方程的深渊，也没有退化成一本简单的水流手册。作者非常巧妙地引入了“相似性原理”和“量纲分析”，这部分内容往往是许多学生感到最抽象、最无从下手的地方。然而，通过对雷诺数、弗劳德数等无量纲参数的详细剖析，书中成功地将复杂的流体行为归结为几个关键比值的控制，这极大地简化了对不同尺度问题的通用性理解。我特别欣赏它在处理边界层理论时的切入点，它从实际流体阻力问题的困扰出发，自然而然地导出了普朗特（Prandtl）的简化假设，逻辑链条非常顺畅。书中还穿插了大量关于管道流、明渠流的实例，这些实例不仅限于标准的圆管，还包括了方形和椭圆形截面的分析，这对于我们进行更实际的暖通或水利工程设计时，提供了更为全面的参考框架。总的来说，它成功地将流体力学的复杂性“驯服”成一套结构清晰、可操作性极强的分析方法论。

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**第二段评价：** 说实话，我一开始对这本教材抱持着一种比较审慎的态度，毕竟市面上力学教材汗牛充栋，很难判断哪一本真正能兼顾理论深度和实用性。然而，这本书真正让我感到惊喜的是它对“动态系统”处理的细腻程度。很多教材在处理振动和运动学时，往往为了简化而牺牲了物理图像的完整性，结果就是学生只能死记硬背公式。但这本书不同，它在引入微分方程模型时，非常耐心地解释了为什么需要引入这些数学工具，以及这些工具如何精确地描述实际工程问题中的运动轨迹。我尤其喜欢其中关于“相对运动”那一章的讲解，作者巧妙地将直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的运动方程进行了对比分析，让我清楚地看到了不同坐标系在特定问题中的适用性和优劣。此外，书中大量的“工程案例分析”模块，让我得以将抽象的理论知识立刻应用到具体的机械设计或结构分析中去，这种学以致用的感觉，极大地提升了我的学习兴趣和动力。对于希望未来从事机械设计或航空航天领域的学生来说，这本书提供了远超基础入门的视野。

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**第三段评价：** 作为一名工程专业的学生，我深知熟练掌握材料力学的重要性，而这本书在这方面的阐述达到了一个令人称赞的高度。很多教材在讲解应力应变关系时，常常把霍尔效应、泊松比这些概念讲得枯燥乏味，让人难以深入理解它们在材料内部的微观机制。然而，这本书采用了“由表及里”的讲解策略，它首先通过宏观的拉伸试验图像，清晰地展示了屈服点、极限强度等关键参数的实际意义，然后才逐步深入到本构关系和 Mohr 圆的几何解释。Mohr 圆的绘制过程，在这本书里被分解得无比详尽，每一步的旋转和投影都有明确的物理意义，而不是简单的一串坐标变换。我必须强调，这本书的习题设置是极其高明的。它们不仅仅是简单的数值计算，很多题目都设置了“参数变动分析”的要求，比如“如果轴的直径增加10%，扭转角会如何变化？”这种引导性的问题，迫使你必须去理解公式背后的物理关联，而不是仅仅代入数字得出答案。这对于培养我们工程师的批判性思维和预见能力至关重要。

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