大眾力學叢書：趣味振動力學 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

《大眾力學叢書：趣味振動力學》以通俗有趣的方式講述振動力學，包括綫性振動的傳統內容，從單自由度振動到多自由度和連續體振動，也涉及非綫性振動，如乾摩擦阻尼、自激振動、參數振動和混沌振動等內容。在敘述方式上力圖避免或減少數學公式，著重從物理概念上解釋各種振動現象。《大眾力學叢書：趣味振動力學》除作為科普讀物供讀者閱讀以外，也可作為理工科大學振動力學課程的課外參考書。

作者簡介

劉延柱，1936年齣生於江蘇省南京市。1959年畢業於清華大學工程力學研究班。1960至1962年於莫斯科大學力學數學係進修。1962至1973年任教於清華大學，1973年起任教於上海交通大學，曆任教授，博士生導師，工程力學係主任，工程力學研究所所長。2006年退休。現任中國力學學會名譽理事，力學史與方法論專業委員會委員，《力學與實踐》副主編。研究領域為陀螺力學、多體動力學、非綫性動力學等。著有《靜電陀螺儀動力學》、《陀螺力學》、《多剛體係統動力學》、《航天器姿態動力學》、《理論力學》、《高等動力學》、《振動力學》、《非綫性振動》、《充液係統動力學》、《彈性細杆的非綫性力學》、《剛體動力學理論與應用》、《趣味剛體動力學》等。曾獲1987年國傢自然科學四等奬。教育部和上海市4項科技進步二等奬.兩項優秀教材一等奬和3項二等奬。

內頁插圖

目錄

第1章 振動
1.1 振動及其産生條件
1.2 我們生活中的振動
1.3 振動力學的研究內容

第2章 自由振動
2.1 振子
2.2 鬍剋定律
2.3 筒諧振動
2.4 數學模型
2.5 相軌跡
2.6 機械能守恒
2.7 硬彈簧和軟彈簧
附錄 保守係統的周期和相軌跡

第3章 阻尼振動
3.1 振動的衰減
3.2 庫侖定律
3.3 黏性阻尼
3.4 等效黏性阻尼
3.5 彈性材料的內阻尼
3.6 有乾摩擦的自由振動
3.7 振動傳送
3.8 乾摩擦的傑作
附錄 阻尼自由振動的相軌跡

第4章 擺的故事
4.1 教堂裏的發現
4.2 擺的實驗
4.3 單擺和復擺
4.4 天平和杆秤
4.5 傅科擺
4.6 舒勒周期
4.7 搖擺的船舶
附錄1 單擺的周期和相軌跡
附錄2 舒勒周期擺

第5章 擺鍾的誕生
第6章 受迫振動
第7章 自激振動
第8章 多自由度振動
第9章 連續體的振動
第10章 振動與波動
第11章 振動與音樂
第12章 生物中的振動
第13章 混沌振動
參考文獻

大眾力學叢書：趣味振動力學 感受世界的律動，探索無處不在的“震”動之美！ 你是否曾被海浪拍打礁石的磅礴氣勢所震撼？是否曾對小提琴悠揚琴聲的源泉感到好奇？又是否在乘坐汽車顛簸時，思考過減震係統的奧秘？這些生活中看似尋常的現象，背後都隱藏著一個共通的、迷人的物理世界——振動。 《大眾力學叢書：趣味振動力學》並非一本枯燥的理論教科書，它是一扇通往奇妙振動世界的窗戶，為每一位對科學充滿好奇的讀者敞開。我們將以通俗易懂的語言、生動形象的比喻，以及貼近生活的實例，帶領你深入淺齣地理解振動學的核心概念。 是什麼讓物體“動”起來？——振動的基本概念 想象一下，你輕輕撥動吉他弦，它會上下擺動，發齣悅耳的聲音；你推一下鞦韆，它會在最高點和最低點之間來迴蕩漾。這些都是振動的生動寫照。本書將從最基礎的概念講起，解釋什麼是“周期性運動”，什麼是“振幅”，什麼是“頻率”，以及它們與我們日常觀察到的現象有著怎樣的緊密聯係。我們會用簡單的模型，比如彈簧連接的小球，來直觀展示這些概念，讓你輕鬆掌握振動學的入門知識。 你將瞭解到，並非所有的運動都是振動，振動有著它獨特的規律性。它不是漫無目的的亂動，而是遵循著特定的模式，並且往往能夠自我維持一段時間。我們會探討“平衡位置”這一關鍵概念，理解振動是如何圍繞著一個穩定的中心點發生的。 不同種類的“震”動——簡諧振動及其延伸 振動並非韆篇一律，其中最基本、最重要的一種形式是“簡諧振動”。你可能會覺得這個名字聽起來有些專業，但實際上，你每天都在體驗它的應用。擺鍾的規律擺動、彈簧被壓縮或拉伸後的迴復運動，都屬於簡諧振動。我們將深入剖析簡諧振動的數學模型，讓你理解為什麼這種運動如此普遍，以及它的數學描述是多麼的優雅和簡潔。 但世界上的振動遠不止簡諧振動。我們還會探索“阻尼振動”，即振動在能量逐漸耗散過程中逐漸衰減的現象。就像蕩鞦韆，當你停止用力後，鞦韆的擺動幅度會越來越小，最終停止。我們會解釋阻尼是如何影響振動的，以及它在實際應用中的重要性，例如汽車的減震器，它們正是巧妙地利用瞭阻尼的原理來提升乘坐舒適性。 更進一步，我們將觸及“受迫振動”和“共振”。受迫振動是指當一個係統受到周期性外力作用時發生的振動。想象一下，你推著一個正在擺動的鞦韆，每一次推力都試圖讓鞦韆擺得更高。共振則是受迫振動中一個極其有趣的現象——當驅動力的頻率與係統的固有頻率（係統自身傾嚮於振動的頻率）相近時，振幅會急劇增大。我們會用許多生動有趣的例子來解釋共振，比如： 橋梁的垮塌： 許多著名的橋梁事故都與共振有關，士兵在行軍時需要解除武裝，正是為瞭避免步伐的頻率與橋梁的固有頻率産生共振，從而引發災難。 收音機的調諧： 我們轉動收音機的鏇鈕，就是在調整電路的固有頻率，使其與特定電颱的信號頻率産生共振，從而接收到清晰的信號。 玻璃杯的破碎： 歌劇演員能用歌聲震碎玻璃杯，這並非魔術，而是通過精準的頻率，讓玻璃杯與其固有頻率産生共振，導緻其破裂。 我們將詳細解析這些現象背後的物理原理，讓你明白共振既能帶來巨大的能量，也能帶來毀滅性的力量。 振動在生活中的“身影”——無處不在的應用 振動學並非隻存在於實驗室裏的抽象概念，它早已深深地融入瞭我們生活的方方麵麵。本書將帶領你發現振動學在各個領域的精彩應用： 音樂的靈魂： 從樂器發聲的原理，到音響係統的設計，再到人耳如何感知聲音，振動學都是核心。我們將探討不同樂器的發聲機製，理解音色、音高和響度是如何由振動的特性決定的。 科技的基石： 現代科技的許多關鍵技術都離不開振動學。例如，智能手機的震動馬達、激光雷達中的精密振動係統、超聲波診斷儀，甚至半導體製造中的精密控製，都與振動學息息相關。 工程的保障： 在建築、橋梁、汽車、飛機等工程領域，振動分析至關重要。工程師需要精確計算結構的固有頻率，避免共振帶來的危險，並通過減震設計來提高結構的穩定性和安全性。 醫療的進步： 除瞭超聲波診斷，振動療法在康復醫學中也扮演著重要角色。通過特定頻率的振動，可以促進血液循環，緩解肌肉疼痛。 我們將用大量貼近生活的案例，讓你感受到振動學理論的強大生命力，以及它如何默默地支撐著我們現代社會的運轉。 探索振動的“深度”——更復雜的振動現象 當我們對基礎振動概念有瞭深刻理解後，我們將進一步探索更復雜的振動現象。 耦閤振動： 兩個或多個相互關聯的振動係統如何相互影響，産生復雜的聯閤振動。比如，你用力拍打桌子，放在桌子上的杯子也會隨之顫動。 非綫性振動： 當振動的幅度很大，或者振動係統本身的性質發生變化時，振動將不再遵循簡單的綫性規律。我們將初步介紹一些非綫性振動的概念，讓你認識到振動世界的復雜性和多樣性。 隨機振動： 許多現實世界中的振動並非周期性的，而是隨機發生的，例如地麵車輛在不平路麵行駛産生的振動。我們將介紹如何分析和處理這類隨機振動。 趣味互動，學習無憂 為瞭讓學習過程更加輕鬆有趣，《大眾力學叢書：趣味振動力學》精心設計瞭以下內容： “為什麼？”係列提問： 針對日常生活中遇到的與振動相關的現象，提齣一係列“為什麼？”引導讀者思考，激發探索欲。 “腦洞大開”小實驗： 許多可以在傢中輕鬆完成的小實驗，通過動手實踐來驗證振動學的原理。 “曆史上的那些振動故事”： 穿插一些關於振動學發展史上的有趣故事和科學傢的趣聞軼事，讓學習過程充滿人文色彩。 圖文並茂的插圖： 大量精美、直觀的插圖，幫助讀者更好地理解抽象的物理概念。 《大眾力學叢書：趣味振動力學》適閤誰？ 對科學充滿好奇的青少年： 激發他們對物理學的興趣，培養科學思維。 尋求知識拓展的大學生： 作為力學入門或拓展閱讀，提供更生動、直觀的理解。 希望瞭解科學原理的普通讀者： 滿足對周圍世界的好奇心，用科學的眼光解讀生活。 工程技術領域的從業者： 鞏固基礎知識，拓寬應用思路。 加入我們，一起感受振動的魅力！ 振動是宇宙中最普遍、最基礎的物理現象之一，它存在於微觀粒子的運動中，也體現在宏觀天體的運行裏。理解振動，就是理解世界運作的規律。《大眾力學叢書：趣味振動力學》將帶你領略振動的迷人之處，讓你在輕鬆愉快的閱讀中，成為一個更能理解和欣賞這個“動”的世界的探索者。 翻開這本書，你將不再僅僅是一個旁觀者，而是能夠感知、理解並欣賞身邊無處不在的“震”動之美。讓我們一起，從趣味開始，走進振動學的奇妙世界！