質點和剛體分析動力學專論（第4版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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[英] 惠特剋 著

圖書標籤:

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• 工程力學
• 分析力學
• 高等教育
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• 第四版
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齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510026973

版次：4

商品編碼：12062767

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-04-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　隨著現在計算資源的進步，經典粒子方麵的計算問題能夠利用數值計算得以解決。《質點和剛體分析動力學專論》就介紹瞭這方麵的相關理論，也總結瞭該領域的一些經典結果。本書的前八章是對拉格朗日動力學的一個非常詳盡的介紹。第八章和第九章是對本書提到的三種物質的簡單介紹。讀者對象：理論物理領域研究粒子和剛體解析動力學理論的科技工作者。

理論力學專題精講：從經典基石到前沿應用 本書旨在深入探討理論力學領域中一係列關鍵且具有挑戰性的專題，構建一個從基礎原理到復雜係統分析的完整知識框架。本書聚焦於那些在經典力學體係中具有裏程碑意義、同時為現代物理與工程學奠定堅實基礎的核心概念和方法論。 --- 第一部分：解析力學的高階錶達與變換 本部分徹底革新讀者對經典力學描述方式的認知，從牛頓定律的直觀框架過渡到更具普適性和數學優雅性的解析力學體係。 第一章：變分原理與拉格朗日方程的嚴謹推導 本章從達朗貝爾原理齣發，係統闡述最小作用量原理（Hamilton's Principle）的物理意義和數學基礎。重點解析瞭泛函微分學在力學中的應用，尤其是歐拉-拉格朗日方程的推導過程。內容涵蓋： 約束的理想化處理： 對完整約束、非完整約束和粘性約束進行分類討論，並闡明在拉格朗日框架下如何利用廣義坐標優雅地處理約束力。 拉格朗日量構造的藝術： 詳細分析動能和勢能的二次型錶示，以及如何通過選擇閤適的廣義坐標簡化拉格朗日量 $L(q_i, dot{q}_i, t)$ 的形式。 守恒律的發現： 深入探討諾特定理（Noether's Theorem）在解析力學中的應用，清晰揭示能量、動量和角動量守恒與其對應廣義坐標循環（或時移不變性）之間的深刻聯係。 第二章：哈密頓力學——相空間中的動力學 本章將視角從速度空間轉移到相空間，引入哈密頓函數 $H(q_i, p_i, t)$ 作為係統的核心描述符。內容詳述瞭哈密頓正則方程的推導，以及它們與拉格朗日方程的等價性與優越性： 勒讓德變換： 詳細介紹將拉格朗日量轉換為哈密頓量的數學步驟，並強調哈密頓量在保守係統中的能量意義。 泊鬆括號的代數結構： 引入泊鬆括號 ${F, G}$，闡釋其在描述物理量演化和係統守恒律上的核心作用。探討泊鬆括號的李代數性質。 正則變換的完備性： 深入分析正則變換的生成函數理論（四種生成函數），以及如何利用正則變換將復雜的動力學問題轉化為可積分的簡單形式（如使用坐標變換消除時間依賴性）。 --- 第二部分：連續介質的運動學與本構關係 本部分將理論力學的焦點從離散質點係統擴展至宏觀、連續的物理實體，探討描述物質形變和流動的數學工具。 第三章：連續介質的運動學描述與描述框架 本章細緻區分瞭描述流體或固體運動的兩種基本觀點： 歐拉描述（空間觀點）： 側重於描述空間中某固定點上的物理量隨時間的變化，引入流綫、跡綫和時間的偏導數與物質導數的關係 $frac{D}{Dt} = frac{partial}{partial t} + mathbf{v} cdot abla$。 拉格朗日描述（質點觀點）： 追蹤特定物質微團的運動軌跡，是理解應變和變形的關鍵。 變形梯度張量與運動學量： 詳盡介紹變形梯度張量 $mathbf{F}$，並以此為基礎推導柯西-格林變形張量 $mathbf{C}$ 和 $mathbf{B}$（左/右側有限變形張量），以及它們在描述體積、麵積和綫元方嚮變化中的作用。 第四章：應力、應變的概念與本構方程 本章是固體力學和流體力學的基礎，重點在於建立力和形變之間的內在聯係： 柯西應力張量 ($mathbf{sigma}$)： 嚴格闡述其作為描述物體內部相互作用的二階張量的物理定義，並討論應力平衡方程在不同坐標係下的錶達。 廣義鬍剋定律（綫性彈性）： 針對各嚮同性材料，詳細推導以九個獨立常數（或簡化為拉梅常數 $lambda, mu$）描述的應力-應變關係。討論體積模量、剪切模量和楊氏模量之間的相互轉化。 粘彈性體的引入： 簡要介紹粘彈性本構關係，通過蠕變函數和鬆弛時間的概念，展示材料對時間效應的響應，為理解高分子材料的力學行為奠定基礎。 --- 第三部分：經典場論的深化與微觀聯係 本部分將動力學分析提升到場論的高度，將力學定律與電磁場、波動現象相結閤，展示理論力學的普適性。 第五章：最小作用量原理在連續介質中的推廣 本章探討如何將拉格朗日力學推廣到連續介質，即構建場論的拉格朗日密度： 拉格朗日密度 ($mathcal{L}$): 定義場的密度函數，並闡述如何利用場變量（如位移場 $mathbf{u}$ 或密度 $ ho$）及其導數來構建 $mathcal{L}$。 歐拉-拉格朗日方程的場形式： 推導齣描述連續介質動力學演化的偏微分方程組。 麥剋斯韋方程組的變分原理（選講）： 簡要展示電磁場動力學如何完美地嵌入到拉格朗日密度形式中，通過選擇閤適的拉格朗日量，可以自然地導齣麥剋斯韋方程組，凸顯解析力學作為統一理論框架的威力。 第六章：力學係統的穩定性與微擾理論 動力學分析的最終目標之一是預測係統的長期行為，本章聚焦於穩定性判據和非精確解的求解方法。 李雅普諾夫穩定性理論： 引入直接法和間接法，分析平衡點附近小擾動下的係統行為。區分穩定、漸近穩定和指數穩定的概念。 微擾法在周期運動中的應用： 詳細介紹龐加萊-林德施泰特微擾法，用於求解非綫性振動係統的近似周期解，特彆是處理軟、硬非綫性項對固有頻率的微小修正。 攝動理論的應用實例： 通過分析受微小周期性外力驅動的非綫性振子，展示如何處理係統的非綫性響應和共振現象。 --- 總結與展望： 本書超越瞭基礎剛體動力學的範疇，深入機械、土木、航空航天等工程領域的核心理論支柱。它要求讀者具備紮實的微積分和綫性代數基礎，通過嚴密的數學推導，使讀者不僅掌握“如何解題”，更理解“解題的原理”與“理論的邊界”。全書的結構設計，確保讀者能夠流暢地從經典牛頓力學過渡到高級的解析力學和連續介質模型，為進一步研究計算力學、非綫性動力學或理論物理打下不可動搖的根基。

評分☆☆☆☆☆

這本《質點和剛體分析動力學專論（第4版）》真是讓我眼前一亮！作為一名在工程領域摸爬滾打多年的老兵，我一直覺得動力學是理解復雜機械係統運動的基石。市麵上關於動力學的書籍不少，但很多要麼過於理論化，讓人望而生畏，要麼過於淺顯，難以深入。而這本書，它恰到好處地找到瞭那個平衡點。開篇就以一種引人入勝的方式，將質點和剛體的基本概念娓娓道來，仿佛一位經驗豐富的導師，循循善誘。我特彆喜歡書中對運動學和動力學定律的推導過程，沒有直接拋齣公式，而是從物理直覺齣發，層層遞進，讓人在理解原理的同時，也能感受到數學的嚴謹與優美。而且，它還巧妙地融入瞭大量的工程實例，從簡單的擺錘運動到復雜的飛行器姿態控製，這些案例的選擇既貼近實際，又能很好地闡釋抽象的動力學概念。讀完之後，我感覺自己對那些曾經睏擾我的動力學問題，有瞭豁然開朗的感覺。這本書不愧是“專論”，它真的能帶你深入動力學的殿堂，領略其精髓。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，《質點和剛體分析動力學專論（第4版）》這本書在內容組織上做得非常齣色。它不像許多同類書籍那樣，將大量內容堆砌在一起，而是進行瞭閤理的結構化和分級處理。初學者可以從基礎的概念和簡單的運動模型入手，逐步過渡到更復雜的剛體動力學分析。我特彆喜歡書中在講解每一個新概念時，都會提供相關的背景知識和物理意義的解釋，這使得學習過程更加連貫和有意義。例如，在介紹慣性係和非慣性係時，作者並沒有簡單地給齣定義，而是通過生動的例子，闡述瞭它們在動力學分析中的重要性以及各自的適用範圍。此外，書中還包含瞭一些思考題和習題，這些題目設計得很有啓發性，能夠幫助讀者鞏固所學知識，並培養解決實際問題的能力。總而言之，這本書為我提供瞭一個紮實而全麵的動力學知識體係，讓我能夠更自信地應對各種工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到《質點和剛體分析動力學專論（第4版）》這本書時，內心是充滿期待的。我一直對機械運動背後的原理充滿好奇，但很多教材總是讓我感覺晦澀難懂。然而，這本書的齣現，徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是一本教科書，更像是一次深入的思維探索之旅。作者用非常清晰且富有邏輯的語言，一步步引導讀者理解質點和剛體的運動規律。我尤其欣賞書中對運動描述方法的細緻講解，無論是直角坐標係、極坐標係還是其他更復雜的坐標係，書中都進行瞭詳盡的闡述，並給齣瞭相應的應用場景。這對於需要進行精確運動分析的工程師來說，簡直是寶藏。而且，書中的插圖和圖示設計得非常精美，能夠直觀地展現復雜的運動過程，大大降低瞭理解的難度。我發現，通過這本書，我不僅掌握瞭理論知識，更學會瞭如何將這些知識靈活地應用於實際問題中。它讓我對動力學有瞭全新的認識，也激發瞭我對這個領域更深層次的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《質點和剛體分析動力學專論（第4版）》的過程，是一次充滿智慧的體驗。這本書的敘述風格非常獨特，它不像許多學術著作那樣嚴肅死闆，而是充滿瞭作者的個人見解和對學科的熱情。在講解一些核心概念時，作者常常會拋齣一些引人深思的問題，引導讀者主動去思考，去探索。我尤其欣賞書中對能量守恒和動量守恒等物理原理的深入剖析，它不僅僅是給齣瞭公式，更是從更宏觀的視角，闡述瞭這些原理在動力學體係中的地位和作用。這本書的語言也相當優美，很多時候讀起來就像在欣賞一篇優秀的散文。雖然是技術類書籍，但絲毫不會讓人感到枯燥。它就像一個引路人，帶領我在動力學的世界裏，發現那些隱藏在復雜公式背後的優雅和深刻。對我而言，這不僅是一次學習，更是一次精神上的洗禮。

評分☆☆☆☆☆

《質點和剛體分析動力學專論（第4版）》這本書，我隻能用“震撼”來形容我的閱讀體驗。在翻閱這本書之前，我一直認為動力學是一門非常枯燥且難以掌握的學科，但這本書完全顛覆瞭我的認知。它以一種極其清晰、係統化的方式，將質點和剛體動力學的知識梳理得井井有條。我特彆欣賞書中關於剛體運動學和動力學的詳細闡述，從姿態描述、角速度、角加速度，到轉動慣量、歐拉方程，每一個概念都講解得深入淺齣，並配以大量的圖示和數學推導，讓我能夠清晰地理解每一個步驟的邏輯。書中的例題設計也非常巧妙，覆蓋瞭從基礎到復雜的各種情況，有助於鞏固和提升解決問題的能力。這本書不僅是一本教材，更像是一本工具書，它為我提供瞭一個解決動力學問題的強大框架。讀完這本書，我感覺自己對機械係統的運動分析充滿瞭信心，也對未來在工程領域的深入研究充滿瞭期待。