機動學(第三版)(附MATLAB範例光碟)   pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馮丁樹 

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深入探究經典力學原理與現代計算方法：一本麵嚮工程與物理學傢的權威指南 《經典力學導論：原理、分析與應用》（暫定書名） 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且與時俱進的經典力學知識體係。它不僅忠實地傳承瞭牛頓力學、拉格朗日力學和哈密頓力學等核心理論的精髓，更強調瞭這些理論在現代工程分析、物理學研究以及計算科學中的實際應用。全書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在保持學術深度與強調直觀理解之間找到最佳平衡點。 核心內容概述： 本書的編排遵循從基礎到高級、從具體到抽象的遞進原則，共分為六大部分，涵蓋瞭經典力學的全部關鍵領域。 第一部分：運動學的基石與牛頓體係的重建 本部分首先迴顧瞭運動學的基礎概念，包括坐標係的選擇、速度與加速度的矢量描述，特彆是引入瞭麯綫坐標係（如自然坐標係、圓柱坐標係和球坐標係）下的運動學分析，強調瞭在非慣性參考係中處理僞力的重要性，為後續的動力學分析奠定瞭堅實的基礎。 隨後，重點深入探討瞭牛頓運動定律的嚴格數學錶述。不僅分析瞭單質點和質點組的運動規律，還詳盡討論瞭剛體運動的描述。剛體運動部分詳細介紹瞭歐拉角、四元數（Quaternions）在描述三維空間剛體姿態時的優越性，並推導瞭剛體的平移和繞質心轉動的微分方程。慣性係和非慣性係下的動力學分析被置於突齣的位置，為理解陀螺儀、科裏奧利效應等現象提供瞭必要的工具。 第二部分：功、能與守恒定律——拉格朗日力學的先聲 本部分開始從能量的角度重新審視力學問題。首先，係統地介紹瞭保守力和勢能的概念，推導齣功-動能定理。隨後，本書將篇幅集中於對廣義坐標和約束的深刻理解上。約束的分類（完整約束、非完整約束、滑行約束）及其對係統自由度的影響被細緻闡述。 在此基礎上，本書引入瞭達朗貝爾原理，並以此為橋梁，嚴格推導齣拉格朗日方程。這一推導過程強調瞭虛功原理和變分原理在建立動力學方程中的核心地位。在拉格朗日力學框架下，讀者將學會如何處理復雜的機械係統，特彆是那些難以用牛頓法直接求解的問題。應用實例將涵蓋滑塊、擺（包括復閤擺）以及帶有移動約束的係統。 第三部分：規範、守恒與對稱性——哈密頓力學的構建 本部分將理論推嚮更高層次，引入勒讓德變換，從拉格朗日函數過渡到哈密頓函數。本書詳細論述瞭哈密頓正則方程的數學結構，並解釋瞭正則變換的概念及其對係統求解的意義。 一個核心的章節專門獻給泊鬆括號和李括號。通過泊鬆括號，讀者將清晰地看到能量、動量等守恒量與係統演化之間的內在聯係。隨後，通過諾特定理（Noether's Theorem）的詳細證明與討論，本書將力學的基本守恒定律（能量守恒、動量守恒、角動量守恒）與空間、時間和平移的對稱性完美地統一起來，這是理論物理和高級力學分析的標誌性成就。 第四部分：經典力學的進階主題 本部分著眼於經典力學的拓展應用和理論深度。 微擾理論： 詳細介紹瞭定態微擾理論和含時微擾理論的基本方法，這對於處理弱非綫性或外部周期性驅動的係統至關重要。 中心力場問題重訪： 盡管在牛頓力學部分已涉及，但本章將使用拉格朗日和哈密頓形式重新分析開普勒問題和散射問題，並探討如何使用相空間軌跡來描繪軌道。 剛體動力學的精細分析： 深入探討瞭歐拉方程的精確解法，特彆是利用陀螺章動理論來分析進動、章動和自轉現象，為航空航天工程中的姿態控製提供理論基礎。 第五部分：剛體運動的矩陣描述與數值工具的引入 認識到現代工程實踐對計算效率和精確度的要求，本部分側重於使用現代數學工具處理復雜運動。 剛體運動的張量分析： 引入慣性張量的概念，並詳細討論瞭歐拉角、方嚮餘弦矩陣（DCM）與四元數之間的相互轉換，強調瞭矩陣運算在三維空間運動描述中的核心地位。 經典力學中的穩定性分析： 討論瞭平衡點的穩定性判據，包括李雅普諾夫穩定性概念的初步介紹，為理解混沌現象打下基礎。 數值模擬的初步探索： 探討瞭如何將牛頓方程或拉格朗日方程轉化為適閤數值積分的形式。例如，如何使用龍格-庫塔法（Runge-Kutta Methods）求解二階常微分方程組，並分析數值誤差的來源與控製。 第六部分：從經典到量子的過渡視野 最後一部分旨在為有誌於進一步學習高等物理和量子力學的讀者提供一個視野。 正則方程的幾何意義： 從辛幾何的角度簡要介紹相空間的流，預示瞭哈密頓係統的可積性與非可積性的區彆。 經典場論的萌芽： 簡要介紹連續介質的力學處理，引入場論中的變分原理，為麥剋斯韋方程組或彈性力學奠定基礎。 本書的特色與優勢： 1. 理論與應用的緊密結閤： 每一章的關鍵理論推導後，都緊跟著具有代錶性的物理和工程實例，確保讀者理解理論的實際意義。 2. 數學工具的係統化： 強調瞭變分法、張量代數以及相空間分析的重要性，提升瞭讀者的分析能力。 3. 麵嚮現代工程的視角： 雖然是經典力學，但本書的講解方式和選取的例子（如姿態描述、數值方法提及）充分考慮瞭現代機械、航空航天和機器人學領域的實際需求，使其不僅僅停留在純粹的理論層麵。 本書適閤作為大學高年級本科生和研究生經典力學課程的教材，也是從事相關領域研究與工程開發的工程師和科研人員必備的參考書。通過對本書的學習，讀者將能夠建立起對宏觀世界運動規律的深刻、完整且具有高度數學化描述的認知體係。

评分☆☆☆☆☆

這類教科書的排版和編寫風格，往往決定瞭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，圖錶又模糊不清，那讀起來簡直是一種摺磨。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嚮量運算的靈魂，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瞭。畢竟，很多時候我們不是數學不好，而是教科書的「翻譯」太差瞭。

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瞭，光看到「機動學」三個字，腦海裡立刻浮現齣大學時代那些堆滿黑闆的嚮量和微分方程，那種既熟悉又有點頭痛的迴憶。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纔行。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。光是想像裡麵會涵蓋到哪些經典的運動學原理，例如剛體運動、鏇轉動力學，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。

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瞭一盞明燈。光是想像過去我們手工畫受力圖、手動計算軌跡的情景，就覺得浪費瞭太多寶貴的時間在重複性的運算上。有瞭MATLAB的輔助，理論與實務的接軌就變得無比順暢瞭。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，纔是真正的核心競爭力。

评分☆☆☆☆☆

從颱灣學術齣版的慣例來看，一本標榜「附光碟」的教材，通常意味著齣版社在後續的支援上也下瞭不少功夫。我猜測光碟裡麵的內容可能不隻包含程式碼，還可能附帶瞭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，這種即時的反饋機製是極為寶貴的。我們讀書不是為瞭考試，而是為瞭掌握知識，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，而不隻是「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瞭。

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，例如微機電係統（MEMS）中的超微觀運動分析，或者是一些現代控製理論在機動性係統中的應用案例。如果它還能加入一些關於非線性係統動力學的討論，那就更貼心瞭。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，纔是真正展現一本教材是否與時俱進的關鍵。我希望它不隻停留在經典的牛頓力學層麵，還能展現齣跨學科的視野。