大众力学丛书：趣味振动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

《大众力学丛书：趣味振动力学》以通俗有趣的方式讲述振动力学，包括线性振动的传统内容，从单自由度振动到多自由度和连续体振动，也涉及非线性振动，如干摩擦阻尼、自激振动、参数振动和混沌振动等内容。在叙述方式上力图避免或减少数学公式，着重从物理概念上解释各种振动现象。《大众力学丛书：趣味振动力学》除作为科普读物供读者阅读以外，也可作为理工科大学振动力学课程的课外参考书。

作者简介

刘延柱，1936年出生于江苏省南京市。1959年毕业于清华大学工程力学研究班。1960至1962年于莫斯科大学力学数学系进修。1962至1973年任教于清华大学，1973年起任教于上海交通大学，历任教授，博士生导师，工程力学系主任，工程力学研究所所长。2006年退休。现任中国力学学会名誉理事，力学史与方法论专业委员会委员，《力学与实践》副主编。研究领域为陀螺力学、多体动力学、非线性动力学等。著有《静电陀螺仪动力学》、《陀螺力学》、《多刚体系统动力学》、《航天器姿态动力学》、《理论力学》、《高等动力学》、《振动力学》、《非线性振动》、《充液系统动力学》、《弹性细杆的非线性力学》、《刚体动力学理论与应用》、《趣味刚体动力学》等。曾获1987年国家自然科学四等奖。教育部和上海市4项科技进步二等奖.两项优秀教材一等奖和3项二等奖。

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目录

第1章 振动
1.1 振动及其产生条件
1.2 我们生活中的振动
1.3 振动力学的研究内容

第2章 自由振动
2.1 振子
2.2 胡克定律
2.3 筒谐振动
2.4 数学模型
2.5 相轨迹
2.6 机械能守恒
2.7 硬弹簧和软弹簧
附录 保守系统的周期和相轨迹

第3章 阻尼振动
3.1 振动的衰减
3.2 库仑定律
3.3 黏性阻尼
3.4 等效黏性阻尼
3.5 弹性材料的内阻尼
3.6 有干摩擦的自由振动
3.7 振动传送
3.8 干摩擦的杰作
附录 阻尼自由振动的相轨迹

第4章 摆的故事
4.1 教堂里的发现
4.2 摆的实验
4.3 单摆和复摆
4.4 天平和杆秤
4.5 傅科摆
4.6 舒勒周期
4.7 摇摆的船舶
附录1 单摆的周期和相轨迹
附录2 舒勒周期摆

第5章 摆钟的诞生
第6章 受迫振动
第7章 自激振动
第8章 多自由度振动
第9章 连续体的振动
第10章 振动与波动
第11章 振动与音乐
第12章 生物中的振动
第13章 混沌振动
参考文献

大众力学丛书：趣味振动力学 感受世界的律动，探索无处不在的“震”动之美！ 你是否曾被海浪拍打礁石的磅礴气势所震撼？是否曾对小提琴悠扬琴声的源泉感到好奇？又是否在乘坐汽车颠簸时，思考过减震系统的奥秘？这些生活中看似寻常的现象，背后都隐藏着一个共通的、迷人的物理世界——振动。 《大众力学丛书：趣味振动力学》并非一本枯燥的理论教科书，它是一扇通往奇妙振动世界的窗户，为每一位对科学充满好奇的读者敞开。我们将以通俗易懂的语言、生动形象的比喻，以及贴近生活的实例，带领你深入浅出地理解振动学的核心概念。 是什么让物体“动”起来？——振动的基本概念 想象一下，你轻轻拨动吉他弦，它会上下摆动，发出悦耳的声音；你推一下秋千，它会在最高点和最低点之间来回荡漾。这些都是振动的生动写照。本书将从最基础的概念讲起，解释什么是“周期性运动”，什么是“振幅”，什么是“频率”，以及它们与我们日常观察到的现象有着怎样的紧密联系。我们会用简单的模型，比如弹簧连接的小球，来直观展示这些概念，让你轻松掌握振动学的入门知识。 你将了解到，并非所有的运动都是振动，振动有着它独特的规律性。它不是漫无目的的乱动，而是遵循着特定的模式，并且往往能够自我维持一段时间。我们会探讨“平衡位置”这一关键概念，理解振动是如何围绕着一个稳定的中心点发生的。 不同种类的“震”动——简谐振动及其延伸 振动并非千篇一律，其中最基本、最重要的一种形式是“简谐振动”。你可能会觉得这个名字听起来有些专业，但实际上，你每天都在体验它的应用。摆钟的规律摆动、弹簧被压缩或拉伸后的回复运动，都属于简谐振动。我们将深入剖析简谐振动的数学模型，让你理解为什么这种运动如此普遍，以及它的数学描述是多么的优雅和简洁。 但世界上的振动远不止简谐振动。我们还会探索“阻尼振动”，即振动在能量逐渐耗散过程中逐渐衰减的现象。就像荡秋千，当你停止用力后，秋千的摆动幅度会越来越小，最终停止。我们会解释阻尼是如何影响振动的，以及它在实际应用中的重要性，例如汽车的减震器，它们正是巧妙地利用了阻尼的原理来提升乘坐舒适性。 更进一步，我们将触及“受迫振动”和“共振”。受迫振动是指当一个系统受到周期性外力作用时发生的振动。想象一下，你推着一个正在摆动的秋千，每一次推力都试图让秋千摆得更高。共振则是受迫振动中一个极其有趣的现象——当驱动力的频率与系统的固有频率（系统自身倾向于振动的频率）相近时，振幅会急剧增大。我们会用许多生动有趣的例子来解释共振，比如： 桥梁的垮塌： 许多著名的桥梁事故都与共振有关，士兵在行军时需要解除武装，正是为了避免步伐的频率与桥梁的固有频率产生共振，从而引发灾难。 收音机的调谐： 我们转动收音机的旋钮，就是在调整电路的固有频率，使其与特定电台的信号频率产生共振，从而接收到清晰的信号。 玻璃杯的破碎： 歌剧演员能用歌声震碎玻璃杯，这并非魔术，而是通过精准的频率，让玻璃杯与其固有频率产生共振，导致其破裂。 我们将详细解析这些现象背后的物理原理，让你明白共振既能带来巨大的能量，也能带来毁灭性的力量。 振动在生活中的“身影”——无处不在的应用 振动学并非只存在于实验室里的抽象概念，它早已深深地融入了我们生活的方方面面。本书将带领你发现振动学在各个领域的精彩应用： 音乐的灵魂： 从乐器发声的原理，到音响系统的设计，再到人耳如何感知声音，振动学都是核心。我们将探讨不同乐器的发声机制，理解音色、音高和响度是如何由振动的特性决定的。 科技的基石： 现代科技的许多关键技术都离不开振动学。例如，智能手机的震动马达、激光雷达中的精密振动系统、超声波诊断仪，甚至半导体制造中的精密控制，都与振动学息息相关。 工程的保障： 在建筑、桥梁、汽车、飞机等工程领域，振动分析至关重要。工程师需要精确计算结构的固有频率，避免共振带来的危险，并通过减震设计来提高结构的稳定性和安全性。 医疗的进步： 除了超声波诊断，振动疗法在康复医学中也扮演着重要角色。通过特定频率的振动，可以促进血液循环，缓解肌肉疼痛。 我们将用大量贴近生活的案例，让你感受到振动学理论的强大生命力，以及它如何默默地支撑着我们现代社会的运转。 探索振动的“深度”——更复杂的振动现象 当我们对基础振动概念有了深刻理解后，我们将进一步探索更复杂的振动现象。 耦合振动： 两个或多个相互关联的振动系统如何相互影响，产生复杂的联合振动。比如，你用力拍打桌子，放在桌子上的杯子也会随之颤动。 非线性振动： 当振动的幅度很大，或者振动系统本身的性质发生变化时，振动将不再遵循简单的线性规律。我们将初步介绍一些非线性振动的概念，让你认识到振动世界的复杂性和多样性。 随机振动： 许多现实世界中的振动并非周期性的，而是随机发生的，例如地面车辆在不平路面行驶产生的振动。我们将介绍如何分析和处理这类随机振动。 趣味互动，学习无忧 为了让学习过程更加轻松有趣，《大众力学丛书：趣味振动力学》精心设计了以下内容： “为什么？”系列提问： 针对日常生活中遇到的与振动相关的现象，提出一系列“为什么？”引导读者思考，激发探索欲。 “脑洞大开”小实验： 许多可以在家中轻松完成的小实验，通过动手实践来验证振动学的原理。 “历史上的那些振动故事”： 穿插一些关于振动学发展史上的有趣故事和科学家的趣闻轶事，让学习过程充满人文色彩。 图文并茂的插图： 大量精美、直观的插图，帮助读者更好地理解抽象的物理概念。 《大众力学丛书：趣味振动力学》适合谁？ 对科学充满好奇的青少年： 激发他们对物理学的兴趣，培养科学思维。 寻求知识拓展的大学生： 作为力学入门或拓展阅读，提供更生动、直观的理解。 希望了解科学原理的普通读者： 满足对周围世界的好奇心，用科学的眼光解读生活。 工程技术领域的从业者： 巩固基础知识，拓宽应用思路。 加入我们，一起感受振动的魅力！ 振动是宇宙中最普遍、最基础的物理现象之一，它存在于微观粒子的运动中，也体现在宏观天体的运行里。理解振动，就是理解世界运作的规律。《大众力学丛书：趣味振动力学》将带你领略振动的迷人之处，让你在轻松愉快的阅读中，成为一个更能理解和欣赏这个“动”的世界的探索者。 翻开这本书，你将不再仅仅是一个旁观者，而是能够感知、理解并欣赏身边无处不在的“震”动之美。让我们一起，从趣味开始，走进振动学的奇妙世界！