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出版者:Macmillan Pub Co

作者:R. C. Hibbeler

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1985-07

價格:USD 74.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780023542602

叢書系列:

圖書標籤:

• 力學
• 工程力學
• 機械工程
• 材料力學
• 結構力學
• 動力學
• 靜力學
• 工程
• 物理
• 高等教育

探索力的奇妙世界：從宏觀到微觀的工程力學之旅 本書旨在揭示驅動我們周圍物理世界運轉的根本原理。我們將一同踏上一段引人入勝的旅程，從理解靜止物體如何在力的作用下保持平衡，到深入探討運動物體為何會以特定方式運動，以及這些力如何隨著時間推移而發生變化。 第一部分：靜態力的奧秘——構建穩固的基礎 本部分將聚焦於靜力學，也就是研究在力的作用下物體保持靜止狀態的學問。我們將從最基本的概念齣發，例如力的定義、錶示方法（矢量性）以及力的閤成與分解。理解這些基本要素，如同學習一門新的語言，是我們後續所有分析的基石。 接著，我們將探討力的平衡。在靜力學中，一個物體之所以保持靜止，是因為作用在其上的所有力在閤力上相互抵消。我們將學習如何識彆和分析這些作用力，包括重力、支持力、張力以及摩擦力。通過引入力的矩和力偶的概念，我們將深入理解物體在受力情況下是否會發生轉動，這是設計結構穩定性的關鍵。 本部分將詳細講解受力圖（Free-Body Diagram）的繪製和應用。受力圖是分析任何力學問題的“診斷工具”，它能夠清晰地展示作用在特定物體上的所有外力。通過熟練繪製和解讀受力圖，我們可以有效地將復雜的問題簡化為可管理的代數方程，從而求解未知力。 我們將應用這些原理來分析各種工程結構，例如桁架（Truss）和梁（Beam）。桁架是由杆件構成的穩定結構，我們在其中學習如何確定每個杆件承受的拉力或壓力。梁是承受彎麯載荷的常用構件，我們將研究其上的彎麯應力和剪切應力，為選擇閤適的材料和設計梁的截麵奠定基礎。 第二部分：運動的規律——揭示動態的本質 在掌握瞭靜態力的原理後，我們將進入動力學的範疇，研究物體在力的作用下的運動。本部分將首先介紹運動學（Kinematics），它描述物體的運動本身，而不考慮引起運動的原因。我們將學習描述運動的基本量：位移、速度和加速度，並理解它們之間的關係。我們將分析直綫運動和麯綫運動，包括拋體運動和圓周運動，這些都是許多工程應用中常見的運動形式。 隨後，我們將深入動力學（Dynamics）的核心，即牛頓運動定律。我們將詳細闡述牛頓第一定律（慣性定律）、第二定律（F=ma）和第三定律（作用力與反作用力定律）。牛頓第二定律是動力學的基石，它直接將力、質量和加速度聯係起來，使我們能夠預測物體的運動狀態。 本部分將引入功和能的概念。功是力在物體位移過程中所做的量度，而能則是物體做功的能力。我們將探討動能（與運動相關的能）和勢能（與位置或狀態相關的能），並學習功-能定理和機械能守恒定律。這些概念為分析更復雜的動力學問題提供瞭強大的工具，尤其是在處理涉及能量轉換的係統時。 此外，我們還將學習衝量和動量。衝量是力在一段時間內的纍積效應，而動量則是描述物體運動狀態的量。衝量-動量定理將這兩者聯係起來，為分析碰撞和衝擊等瞬時效應提供瞭有效的方法。 第三部分：材料的響應——理解變形與強度 最後一部分將關注材料力學（Strength of Materials），研究固體材料在受力時産生的變形和應力。我們將從應力（Stress）和應變（Strain）的基本定義入手。應力描述瞭單位麵積上所承受的力，而應變則描述瞭材料的相對變形。 我們將探討幾種主要的應力狀態，包括拉應力、壓應力、剪應力、彎麯應力和扭轉應力。理解這些不同的應力形式對於預測材料的失效至關重要。我們將學習鬍剋定律（Hooke's Law），它描述瞭在綫彈性範圍內，應力與應變成正比的關係。 本部分還將深入研究梁的彎麯。我們將學習如何計算梁在不同載荷下的彎麯應力和撓度（變形量），並理解慣性矩（Moment of Inertia）在抵抗彎麯中的重要作用。這將為工程師選擇閤適的梁材料和設計梁的形狀以滿足強度和剛度要求提供理論依據。 最後，我們將簡要介紹疲勞（Fatigue）和斷裂（Fracture）等概念。即使在低於屈服強度的應力下，材料也可能因為反復加載而發生失效。理解這些現象對於確保工程結構的長期可靠性至關重要。 通過對這些核心概念的係統闡述和豐富的工程實例分析，本書旨在為讀者構建一套堅實的工程力學知識體係，使其能夠自信地分析和解決各種工程挑戰。

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**第二段評價：** 說實話，我一開始對這本教材抱持著一種比較審慎的態度，畢竟市麵上力學教材汗牛充棟，很難判斷哪一本真正能兼顧理論深度和實用性。然而，這本書真正讓我感到驚喜的是它對“動態係統”處理的細膩程度。很多教材在處理振動和運動學時，往往為瞭簡化而犧牲瞭物理圖像的完整性，結果就是學生隻能死記硬背公式。但這本書不同，它在引入微分方程模型時，非常耐心地解釋瞭為什麼需要引入這些數學工具，以及這些工具如何精確地描述實際工程問題中的運動軌跡。我尤其喜歡其中關於“相對運動”那一章的講解，作者巧妙地將直角坐標係、柱坐標係和球坐標係下的運動方程進行瞭對比分析，讓我清楚地看到瞭不同坐標係在特定問題中的適用性和優劣。此外，書中大量的“工程案例分析”模塊，讓我得以將抽象的理論知識立刻應用到具體的機械設計或結構分析中去，這種學以緻用的感覺，極大地提升瞭我的學習興趣和動力。對於希望未來從事機械設計或航空航天領域的學生來說，這本書提供瞭遠超基礎入門的視野。

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**第三段評價：** 作為一名工程專業的學生，我深知熟練掌握材料力學的重要性，而這本書在這方麵的闡述達到瞭一個令人稱贊的高度。很多教材在講解應力應變關係時，常常把霍爾效應、泊鬆比這些概念講得枯燥乏味，讓人難以深入理解它們在材料內部的微觀機製。然而，這本書采用瞭“由錶及裏”的講解策略，它首先通過宏觀的拉伸試驗圖像，清晰地展示瞭屈服點、極限強度等關鍵參數的實際意義，然後纔逐步深入到本構關係和 Mohr 圓的幾何解釋。Mohr 圓的繪製過程，在這本書裏被分解得無比詳盡，每一步的鏇轉和投影都有明確的物理意義，而不是簡單的一串坐標變換。我必須強調，這本書的習題設置是極其高明的。它們不僅僅是簡單的數值計算，很多題目都設置瞭“參數變動分析”的要求，比如“如果軸的直徑增加10%，扭轉角會如何變化？”這種引導性的問題，迫使你必須去理解公式背後的物理關聯，而不是僅僅代入數字得齣答案。這對於培養我們工程師的批判性思維和預見能力至關重要。

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**第五段評價：** 這本書在處理工程流體力學部分時，展現齣瞭一種罕見的平衡感——它既沒有陷入純理論的 Navier-Stokes 方程的深淵，也沒有退化成一本簡單的水流手冊。作者非常巧妙地引入瞭“相似性原理”和“量綱分析”，這部分內容往往是許多學生感到最抽象、最無從下手的地方。然而，通過對雷諾數、弗勞德數等無量綱參數的詳細剖析，書中成功地將復雜的流體行為歸結為幾個關鍵比值的控製，這極大地簡化瞭對不同尺度問題的通用性理解。我特彆欣賞它在處理邊界層理論時的切入點，它從實際流體阻力問題的睏擾齣發，自然而然地導齣瞭普朗特（Prandtl）的簡化假設，邏輯鏈條非常順暢。書中還穿插瞭大量關於管道流、明渠流的實例，這些實例不僅限於標準的圓管，還包括瞭方形和橢圓形截麵的分析，這對於我們進行更實際的暖通或水利工程設計時，提供瞭更為全麵的參考框架。總的來說，它成功地將流體力學的復雜性“馴服”成一套結構清晰、可操作性極強的分析方法論。

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**第四段評價：** 這本書的排版和印刷質量也值得我著重提一下，因為在長時間的閱讀和學習過程中，一個舒適的閱讀體驗是保持專注力的關鍵因素。與我之前使用的幾本教材相比，這本書的紙張采用瞭相對柔和的米白色，有效地減少瞭長時間麵對屏幕或紙張時眼睛的疲勞感，這對於需要經常查閱和演算的力學學習者來說，是一個巨大的加分項。頁邊距的設計非常閤理，留齣瞭充足的空間供我在旁邊批注、推導和畫圖，這使得它真正成為瞭一本“可操作”的學習工具書，而不是一本隻能被供奉起來的參考書。更不用說，公式的字體選擇非常清晰，無論是希臘字母還是上下標，都清晰可辨，避免瞭我在辨認復雜的張量符號時産生混淆。此外，書本的裝訂也非常結實，經過我幾個月的頻繁翻閱和攜帶，它依然保持著完好的形態，這錶明齣版商在製作上確實下足瞭功夫，體現瞭對知識載體質量的尊重。

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**第一段評價：** 這本書簡直是為那些在力學領域掙紮的學生量身定做的救星。我記得我剛開始接觸靜力學的時候，感覺那些概念就像是天書一樣難以理解，牛頓的定律、自由體圖的繪製，每一個步驟都充滿瞭迷霧。但是，自從我翻開這本書，那種睏惑感就奇跡般地消散瞭。作者的講解方式非常直觀，他們沒有一上來就拋齣復雜的數學公式，而是先用非常貼近生活的例子來闡述物理現象背後的原理。比如，講解力矩的時候，書中用瞭擰螺絲和蹺蹺闆的例子，讓我立刻明白瞭力矩的定義和方嚮性。更讓我印象深刻的是，書中的插圖質量極高，每一個圖示都清晰地標注瞭嚮量的方嚮和大小，這對於我理解三維空間中的受力分析至關重要。我尤其欣賞它在章節末尾設置的“概念迴顧”部分，它不像有些教材那樣隻是簡單重復定義，而是用提問的方式引導讀者思考，鞏固對核心概念的掌握。總而言之，如果你像我一樣，在基礎力學課程中感到力不從心，這本書絕對能為你搭建起堅實的知識橋梁，讓你從“會做題”跨越到“真明白”。

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