力學(xué)與動(dòng)力學(xué)

前言

1945年，兩枚核彈終結(jié)了第二次世界大戰(zhàn)，這是對(duì)物理學(xué)威力的一次展示，讓人惶恐而又令人信服。由世界上最杰出的一些科學(xué)頭腦醞釀出的這次核爆炸摧毀了廣島和長崎這兩座日本城市，迫使日本不得不無條件投降。應(yīng)該說，物理學(xué)和物理學(xué)家的身影貫穿于第二次世界大戰(zhàn)的始終，而原子彈只是最生動(dòng)的一個(gè)例子。從那些用于炸壩的在水中跳躍前進(jìn)的炸彈到那些感應(yīng)到船體出現(xiàn)便發(fā)生爆炸的水下魚雷，第二次世界大戰(zhàn)實(shí)際上也是一場科學(xué)的較量。第二次世界大戰(zhàn)讓所有人，包括那些多疑的軍事領(lǐng)導(dǎo)人相信，物理學(xué)是一門很重要的科學(xué)。然而，物理學(xué)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)延伸到了戰(zhàn)場之外，物理學(xué)原理幾乎關(guān)系到世界的每個(gè)部分，觸碰了人們生活的方方面面。颶風(fēng)、閃電、汽車引擎、眼鏡、摩天大廈、足球，甚至包括我們?cè)趺醋?、怎么跑，所有這一切都要服從科學(xué)規(guī)律的安排。在諸如核武器這樣的話題或者有關(guān)宇宙起源的最新理論面前，物理學(xué)和我們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系往往顯得黯然失色?！拔覀兪澜缰械奈锢怼边@套叢書的目標(biāo)就是去探究物理學(xué)應(yīng)用的各個(gè)方面，描述物理學(xué)如何影響科技、影響社會(huì)，如何幫助人們理解宇宙及其各個(gè)相互聯(lián)系的組成部分的性質(zhì)和行為。叢書覆蓋了物理學(xué)的主要分支，包括如下主題：力學(xué)與動(dòng)力學(xué)電學(xué)與磁學(xué)時(shí)間與熱動(dòng)力學(xué)光與光學(xué)原子與材料粒子與宇宙“我們世界中的物理”叢書的每一冊(cè)均闡釋了有關(guān)某個(gè)主題的基本概念，然后討論了這些概念的多種應(yīng)用。雖然物理學(xué)是數(shù)學(xué)類學(xué)科，但這套叢書主要聚焦于思想的表達(dá)，而數(shù)學(xué)知識(shí)并不是重點(diǎn)，書中只涉及一些簡單的等式。讀者并不需要具備專門的數(shù)學(xué)知識(shí)，當(dāng)然，對(duì)于初等代數(shù)的理解在有些時(shí)候還是很有幫助的。實(shí)際上，每一冊(cè)可以討論的話題的數(shù)量幾乎是無限的，但我們只能選取其中的一部分。令人遺憾的是，不少有趣的東西就這樣不得不被省略掉。然而，叢書的每一冊(cè)都涉獵了非常廣泛的材料。我曾經(jīng)參加過一個(gè)討論會(huì)，會(huì)上一位年輕學(xué)生問教授們，是否需要備有最新版本的物理教科書。有一位教授回答說，不，因?yàn)槲锢韺W(xué)的原理“多年來一直沒有改變”。這個(gè)說法大體上是對(duì)的，但這只是對(duì)物理學(xué)的效力的一個(gè)證明。物理學(xué)的另一個(gè)支撐來源于建立在這些原理之上的令人吃驚的諸多應(yīng)用，這些應(yīng)用仍在不斷擴(kuò)展和變化，其速度之快非同尋常。蒸汽機(jī)已經(jīng)讓位給了用在跑車和戰(zhàn)斗機(jī)上的強(qiáng)大內(nèi)燃機(jī)，而電話線也正在被光導(dǎo)纖維、衛(wèi)星通訊和手機(jī)等取代。這套叢書的目標(biāo)就是鼓勵(lì)讀者去發(fā)現(xiàn)物理學(xué)在各個(gè)方面、各個(gè)領(lǐng)域所起的作用，現(xiàn)在的、過去的以及不遠(yuǎn)的將來的……

內(nèi)容概要

　　《力學(xué)與動(dòng)力學(xué)》一書充分借助生活中大量常見而充滿奧妙的事例，生動(dòng)形象地闡述了一個(gè)個(gè)物理學(xué)概念，向讀者展示出無處不在的物理學(xué)規(guī)律，糾正了一些人們習(xí)以為常的錯(cuò)誤觀點(diǎn)?！读W(xué)與動(dòng)力學(xué)》作為初涉物理世界的青少年讀物，不但淺顯易懂，而且能夠引起讀者對(duì)物理學(xué)以及應(yīng)用物理學(xué)推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的興趣，是一本非常好的入門讀物。

作者簡介

作者：(美)凱爾·柯克蘭德 譯者：張薔凱爾·柯克蘭德博士(Kyle Kirkland)，1998年在賓夕法尼亞大學(xué)獲得神經(jīng)科學(xué)的博士學(xué)位，主要研究方向是視覺系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。他的跨學(xué)科背景和興趣促使他發(fā)表了關(guān)于科學(xué)的歷史以及科學(xué)在當(dāng)前和未來對(duì)社會(huì)的影響等多篇文章。凱爾·柯克蘭德同時(shí)也是Fscts on File出版公司出版的“科學(xué)與技術(shù)焦點(diǎn)”叢書中的《光學(xué)》一書的作者之一。

書籍目錄

前言鳴謝簡介1.地球引力下落公制單位體系和國際單位體系上升軌道和衛(wèi)星矢量阿波羅探險(xiǎn)：到月球去在太陽系中航行2.直線運(yùn)動(dòng)慣性牛頓第一和第二運(yùn)動(dòng)定律追上汽車減速不可預(yù)料的運(yùn)動(dòng)：混沌火箭和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律未來的太空船3.旋轉(zhuǎn)子彈、橄欖球和陀螺儀角動(dòng)量科里奧利效應(yīng)滾珠軸承計(jì)算機(jī)硬盤人造重力和離心霸王龍的故事——恐龍是如何保持平衡的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)4.功和能杠桿和簡單機(jī)械永恒運(yùn)動(dòng)的疑點(diǎn)能量守恒人體的功和能自行車和齒輪勢能的潛力5.彈力蹦床和橡皮筋回彈系數(shù)網(wǎng)球和球拍彈簧6.振動(dòng)認(rèn)識(shí)節(jié)奏：自然頻率和共振地震頻率與波長聲音和聽力聲學(xué)和聲學(xué)：聲音和音樂和聲器：會(huì)說話的機(jī)器超聲波成像：用聲音成像7.流體空氣和水的壓力海浪、海嘯和潮汐颶風(fēng)的運(yùn)動(dòng)船舶浮力棒球和高爾夫球飛機(jī)未來的飛機(jī)和船舶結(jié)語國際單位制及其轉(zhuǎn)換表譯者感言

章節(jié)摘錄

1　地球引力下落早在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律之前，人們就知道如果使用弓箭射擊目標(biāo)，必須瞄準(zhǔn)目標(biāo)上方一點(diǎn)而不是正對(duì)目標(biāo)，否則就射不中。因?yàn)樯涑龅募⒉皇茄刂粭l直線射向目標(biāo)，而是沿著有點(diǎn)向下彎曲的曲線射向目標(biāo)。后來，當(dāng)速度更快的炮彈投入使用時(shí)，仍需要校正地心引力對(duì)飛行中的炮彈所造成的下落趨勢。到了20世紀(jì)，科技的進(jìn)步已經(jīng)可以將炮彈射向天空高達(dá)幾英里，軍隊(duì)的工程師們便進(jìn)一步修正了數(shù)學(xué)公式以便炮兵可以進(jìn)行更精準(zhǔn)的瞄準(zhǔn)。彈道學(xué)的計(jì)算不僅受到重力的影響，還受到風(fēng)、地球自轉(zhuǎn)以及一些其他因素的影響。手動(dòng)運(yùn)算這些公式是一項(xiàng)工作量非常大的任務(wù)，在計(jì)算機(jī)發(fā)明之前要有相當(dāng)多研究數(shù)學(xué)的人一起工作，進(jìn)度依然十分緩慢?？焖龠M(jìn)行彈道學(xué)計(jì)算的需求也是促使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的原始動(dòng)力之一。牛頓認(rèn)為，組成物體的物質(zhì)總和決定其質(zhì)量，重力產(chǎn)生于任何兩個(gè)有質(zhì)量(mess)的物體之間。射出的箭、發(fā)射的炮彈或者一個(gè)掉落向地面的鑰匙，正是因?yàn)樵谶@些物體和地球之間有一個(gè)強(qiáng)的吸引力。相比而言，地球比這些物體要大很多，所以，絕大部分的移動(dòng)就由這些小物體來承擔(dān)了。盡管地球同時(shí)也被它們吸引，但在這種情況下，地球的移動(dòng)是可以忽略不計(jì)的。

編輯推薦

《力學(xué)與動(dòng)力學(xué)》通過簡單易懂的概念，講述了物理學(xué)是怎樣影響著人們的生活和世界的變化。無論是何種形式的運(yùn)動(dòng)，都是由力驅(qū)動(dòng)的。有一些力，比如碰撞，利用球棒將棒球打向遠(yuǎn)方，是很容易被觀察到的；另一些力，比如使火箭升天的力，就不那么容易被看到。然而，所有運(yùn)動(dòng)中的物體都遵循一定的規(guī)律，無論是一個(gè)輪子還是一個(gè)棒球；海里的鯨魚還是街道上的行人。同種類型的力也可能會(huì)在完全不相干的地方作用——維持宇宙飛船在軌道上航行的力，與為大理石提供重量的力就是如此。 《力學(xué)與動(dòng)力學(xué)》包括了40多幅黑白照片和線圖插圖，附錄國際單位及轉(zhuǎn)換表。

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