機動學(第三版)(附MATLAB範例光碟)   pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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馮丁樹 

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深入探究经典力学原理与现代计算方法：一本面向工程与物理学家的权威指南 《经典力学导论：原理、分析与应用》（暂定书名） 本书旨在为读者提供一套全面、深入且与时俱进的经典力学知识体系。它不仅忠实地传承了牛顿力学、拉格朗日力学和哈密顿力学等核心理论的精髓，更强调了这些理论在现代工程分析、物理学研究以及计算科学中的实际应用。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在保持学术深度与强调直观理解之间找到最佳平衡点。 核心内容概述： 本书的编排遵循从基础到高级、从具体到抽象的递进原则，共分为六大部分，涵盖了经典力学的全部关键领域。 第一部分：运动学的基石与牛顿体系的重建 本部分首先回顾了运动学的基础概念，包括坐标系的选择、速度与加速度的矢量描述，特别是引入了曲线坐标系（如自然坐标系、圆柱坐标系和球坐标系）下的运动学分析，强调了在非惯性参考系中处理伪力的重要性，为后续的动力学分析奠定了坚实的基础。 随后，重点深入探讨了牛顿运动定律的严格数学表述。不仅分析了单质点和质点组的运动规律，还详尽讨论了刚体运动的描述。刚体运动部分详细介绍了欧拉角、四元数（Quaternions）在描述三维空间刚体姿态时的优越性，并推导了刚体的平移和绕质心转动的微分方程。惯性系和非惯性系下的动力学分析被置于突出的位置，为理解陀螺仪、科里奥利效应等现象提供了必要的工具。 第二部分：功、能与守恒定律——拉格朗日力学的先声 本部分开始从能量的角度重新审视力学问题。首先，系统地介绍了保守力和势能的概念，推导出功-动能定理。随后，本书将篇幅集中于对广义坐标和约束的深刻理解上。约束的分类（完整约束、非完整约束、滑行约束）及其对系统自由度的影响被细致阐述。 在此基础上，本书引入了达朗贝尔原理，并以此为桥梁，严格推导出拉格朗日方程。这一推导过程强调了虚功原理和变分原理在建立动力学方程中的核心地位。在拉格朗日力学框架下，读者将学会如何处理复杂的机械系统，特别是那些难以用牛顿法直接求解的问题。应用实例将涵盖滑块、摆（包括复合摆）以及带有移动约束的系统。 第三部分：规范、守恒与对称性——哈密顿力学的构建 本部分将理论推向更高层次，引入勒让德变换，从拉格朗日函数过渡到哈密顿函数。本书详细论述了哈密顿正则方程的数学结构，并解释了正则变换的概念及其对系统求解的意义。 一个核心的章节专门献给泊松括号和李括号。通过泊松括号，读者将清晰地看到能量、动量等守恒量与系统演化之间的内在联系。随后，通过诺特定理（Noether's Theorem）的详细证明与讨论，本书将力学的基本守恒定律（能量守恒、动量守恒、角动量守恒）与空间、时间和平移的对称性完美地统一起来，这是理论物理和高级力学分析的标志性成就。 第四部分：经典力学的进阶主题 本部分着眼于经典力学的拓展应用和理论深度。 微扰理论： 详细介绍了定态微扰理论和含时微扰理论的基本方法，这对于处理弱非线性或外部周期性驱动的系统至关重要。 中心力场问题重访： 尽管在牛顿力学部分已涉及，但本章将使用拉格朗日和哈密顿形式重新分析开普勒问题和散射问题，并探讨如何使用相空间轨迹来描绘轨道。 刚体动力学的精细分析： 深入探讨了欧拉方程的精确解法，特别是利用陀螺章动理论来分析进动、章动和自转现象，为航空航天工程中的姿态控制提供理论基础。 第五部分：刚体运动的矩阵描述与数值工具的引入 认识到现代工程实践对计算效率和精确度的要求，本部分侧重于使用现代数学工具处理复杂运动。 刚体运动的张量分析： 引入惯性张量的概念，并详细讨论了欧拉角、方向余弦矩阵（DCM）与四元数之间的相互转换，强调了矩阵运算在三维空间运动描述中的核心地位。 经典力学中的稳定性分析： 讨论了平衡点的稳定性判据，包括李雅普诺夫稳定性概念的初步介绍，为理解混沌现象打下基础。 数值模拟的初步探索： 探讨了如何将牛顿方程或拉格朗日方程转化为适合数值积分的形式。例如，如何使用龙格-库塔法（Runge-Kutta Methods）求解二阶常微分方程组，并分析数值误差的来源与控制。 第六部分：从经典到量子的过渡视野 最后一部分旨在为有志于进一步学习高等物理和量子力学的读者提供一个视野。 正则方程的几何意义： 从辛几何的角度简要介绍相空间的流，预示了哈密顿系统的可积性与非可积性的区别。 经典场论的萌芽： 简要介绍连续介质的力学处理，引入场论中的变分原理，为麦克斯韦方程组或弹性力学奠定基础。 本书的特色与优势： 1. 理论与应用的紧密结合： 每一章的关键理论推导后，都紧跟着具有代表性的物理和工程实例，确保读者理解理论的实际意义。 2. 数学工具的系统化： 强调了变分法、张量代数以及相空间分析的重要性，提升了读者的分析能力。 3. 面向现代工程的视角： 虽然是经典力学，但本书的讲解方式和选取的例子（如姿态描述、数值方法提及）充分考虑了现代机械、航空航天和机器人学领域的实际需求，使其不仅仅停留在纯粹的理论层面。 本书适合作为大学高年级本科生和研究生经典力学课程的教材，也是从事相关领域研究与工程开发的工程师和科研人员必备的参考书。通过对本书的学习，读者将能够建立起对宏观世界运动规律的深刻、完整且具有高度数学化描述的认知体系。

评分☆☆☆☆☆

說到工具書的實用性，這套書如果能配上一張「MATLAB範例光碟」，那簡直是為工程師和理工科學生點亮了一盞明燈。光是想像過去我們手工畫受力圖、手動計算軌跡的情景，就覺得浪費了太多寶貴的時間在重複性的運算上。有了MATLAB的輔助，理論與實務的接軌就變得無比順暢了。我猜想光碟裡頭的範例，大概會涵蓋如何用程式碼模擬拋體運動在不同風阻下的變化，或是如何視覺化複雜的行星軌道，甚至是模擬機器手臂的運動學解算。這類程式輔助教學，對於培養學生的數值分析能力和工程實作能力是至關重要的。畢竟，現代的工程問題，很少能單純用筆算就解決，懂得將數學模型轉化為可執行的程式碼，才是真正的核心競爭力。

评分☆☆☆☆☆

翻開這本第三版，我最關心的就是它在內容更新上的用心程度。機動學的基礎理論或許幾十年不變，但隨著科技的進步，對「運動」的理解和應用場景也在不斷擴展。我期望這第三版能補強一些新的領域，例如微機電系統（MEMS）中的超微觀運動分析，或者是一些現代控制理論在機動性系統中的應用案例。如果它還能加入一些關於非線性系統動力學的討論，那就更貼心了。畢竟，現實世界中的運動很少是完全線性的，如何處理振盪、混沌等現象，才是真正展現一本教材是否與時俱進的關鍵。我希望它不只停留在經典的牛頓力學層面，還能展現出跨學科的視野。

评分☆☆☆☆☆

這類教科書的排版和編寫風格，往往決定了讀者的學習體驗是天堂還是地獄。機動學的公式多如牛毛，如果編排得不清不楚，圖表又模糊不清，那讀起來簡直是一種折磨。我希望這本書的編者在編排上能夠極度重視邏輯的連貫性，確保從一個章節跳到下一個章節時，讀者能感覺到知識的自然遞進，而不是硬生生地被塞入一堆公式。清晰的圖示是理解空間幾何和向量運算的靈魂，如果圖解能做到精準且美觀，能讓讀者在閱讀時，彷彿能親手操作那些模型，那這本書的價值就大大提升了。畢竟，很多時候我們不是數學不好，而是教科書的「翻譯」太差了。

评分☆☆☆☆☆

從台灣學術出版的慣例來看，一本標榜「附光碟」的教材，通常意味著出版社在後續的支援上也下了不少功夫。我猜測光碟裡面的內容可能不只包含程式碼，還可能附帶了課後習題的詳細解答，甚至是重要的推導步驟的動畫演示。對於自學者來說，這種即時的反饋機制是極為寶貴的。我們讀書不是為了考試，而是為了掌握知識，而掌握的最好方式就是不斷地練習和驗證自己的理解。如果這本書能提供足夠豐富的範例和模擬工具，讓讀者可以「玩」動量和力矩，而不只是「背」公式，那麼這本《機動學(第三版)》無疑就是理工科圖書館裡不可或缺的鎮館之寶了。

评分☆☆☆☆☆

這本《機動學(第三版)(附MATLAB範例光碟)》的書名實在是太有標誌性了，光看到「機動學」三個字，腦海裡立刻浮現出大學時代那些堆滿黑板的向量和微分方程，那種既熟悉又有點頭痛的回憶。我記得那時候，要搞懂物體如何運動、受力分析，光靠文字描述簡直是天方夜譚，必須得配上大量的圖解和數學推導才行。這本書光是厚度就給人一種內容紮實、包羅萬象的感覺，擺在書架上簡直就是一種震懾力。光是想像裡面會涵蓋到哪些經典的運動學原理，例如剛體運動、旋轉動力學，可能還會深入探討到更進階的拉格朗日或哈密頓力學的基礎概念，就讓人對它的內容深度充滿期待。它絕對不是那種囫圇吞棗、走馬看花的入門書，而是針對真正想深入理解物理世界運行法則的讀者所準備的硬貨。