本書從常見的日常現(xiàn)象出發(fā)，揭示其中的力學(xué)原理．闡明力學(xué)規(guī)律，并著重介紹這些原理及規(guī)律在工程實踐，特別是現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，從而展示動力學(xué)在認識客觀世界及改造客觀世界中的巨大威力。
本書匯集了十個專題。牛頓運動定律是動力學(xué)最基本的定律，用它可以分析慣性系中物體的移動運動，一般讀者基本上都可掌握。在此基礎(chǔ)上，本書專題二、三分別介紹了非慣性系中的動力學(xué)基本方程及描述物體轉(zhuǎn)動運動普遍規(guī)律的動量矩定理：這就為讀者提供了新的工具，使得分析研究更廣泛的動力學(xué)問題成為可能。專題四至十介紹了動力學(xué)學(xué)科在工程實際，特別是現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，涉及導(dǎo)航定位、火箭衛(wèi)星、載人航天、陀螺儀器、體育競技、大氣氣象等多個學(xué)科領(lǐng)域。文中列舉的大量實例生動地展示了動力學(xué)學(xué)科在認識客觀世界及改造客觀世界中的巨大威力。此外，在科技發(fā)展中一些新思想、新理論、新技術(shù)的萌發(fā)、發(fā)展、實踐到成功的過程也表明創(chuàng)新思維在創(chuàng)造知識中的重要作用。而專題一更是力學(xué)發(fā)展史中的一個輝煌篇章，揭示了科學(xué)發(fā)展遵循“實踐一理論一再實踐”規(guī)律的客觀真理。這些都有助于加深對科技發(fā)展的認識及創(chuàng)新意識的增強。
動力學(xué)是研究物體機械運動規(guī)律的科學(xué)，與日常生活、自然現(xiàn)象及工程實踐有著廣泛的聯(lián)系；人們經(jīng)常接觸的現(xiàn)代科技成果的背后也都少不了動力學(xué)的身影。中國航天員首次出艙活動的電視直播激動人心，奧運會上體操及跳水運動員的精彩空翻令人眼花繚亂，私家車上的GPs導(dǎo)航儀大大方便了出門旅行……然而，這一切是如何作到的？它們遵循的力學(xué)原理及內(nèi)在規(guī)律又是什么？本書力圖通過由淺入深的分析，圖文并茂的形式，深入淺出的講解揭示這些原理及規(guī)律，使讀者在享受現(xiàn)代科技成果的同時，也能明白其中的道理，了解動力學(xué)在其中的應(yīng)用，增加有關(guān)的科學(xué)知識。
本書匯集了十個專題。牛頓運動定律是動力學(xué)最基本的定律，用它可以分析慣性系中物體的移動運動，一般讀者基本上都可掌握。在此基礎(chǔ)上，本書專題二、三分別介紹了非慣性系中的動力學(xué)基本方程及描述物體轉(zhuǎn)動運動普遍規(guī)律的動量矩定理；這就為讀者提供了新的工具，使得分析研究更廣泛的動力學(xué)問題成為可能。專題四至十介紹了動力學(xué)學(xué)科在工程實際，特別是現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，涉及導(dǎo)航定位、火箭衛(wèi)星、載人航天、陀螺儀器、體育競技、大氣氣象等多個學(xué)科領(lǐng)域。
賈書惠，清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授，1933年生，1953年畢業(yè)于清華大學(xué)機械工程系，1955年－1959年為前蘇聯(lián)列寧格勒多科性工業(yè)大學(xué)物理力學(xué)系研究生，并獲物理數(shù)學(xué)副博士學(xué)位，1983年－1984年在美國斯坦福大學(xué)作訪問學(xué)者。曾任原國家教委工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、中國力學(xué)學(xué)會教育工作委員會主任、《力學(xué)與實踐》期刊主編、中國空間科學(xué)學(xué)會常務(wù)理事。多年從事動力學(xué)、振動與控制學(xué)科的科研與教學(xué)工作，研究領(lǐng)域為多體系統(tǒng)動力學(xué)及其應(yīng)用、陀螺力學(xué)、振動等。著作有《剛體動力學(xué)》，《理論力學(xué)教程》、《理論力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)》，《從貓下落談起》、《奔向太空》，主編《多體系統(tǒng)動力學(xué)與控制》、《理論力學(xué)輔導(dǎo)》，合著有《理論力學(xué)》、《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》、《運動生物力學(xué)進展》，《現(xiàn)代運動生物力學(xué)》。譯著有《陀螺·理論與應(yīng)用》，《動力學(xué)·理論與應(yīng)用》，并為《中國大百科全書》（第2版）一般力學(xué)學(xué)科條目撰稿。曾獲北京市普通高校優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎，二等獎。
1 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的——人類認識客觀世界的漫漫長路
1.1 哥白尼的日心說
1.2 開普勒的行星運動三大定律
1.3 牛頓的偉大功績
1.4 筆尖上發(fā)現(xiàn)的行星
1.5 引力理論的發(fā)展
參考文獻
2 落體偏東及其他——兼談物體在非慣性系中的運動
2.1 非慣性系中的動力學(xué)
2.2 鉛垂線并不通過地心
2.3 落體偏東
2.4 炮彈偏右(左)
2.5 受科氏力制約的風(fēng)
2.6 能證明地球自轉(zhuǎn)的傅科擺
參考文獻
3 動量矩守恒與動量矩定理——旋轉(zhuǎn)物體運動的普遍規(guī)律
3.1 動量與動量矩
3.2 動量矩守恒實例
3.3 動量矩定理
3.4 動量矩定理應(yīng)用實例
3.5 空間情況
參考文獻
4 神奇的慣性導(dǎo)航——一種不依賴任何外部信息的導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1 什么叫導(dǎo)航
4.2 幾種常用的導(dǎo)航系統(tǒng)
4.3 慣性導(dǎo)航
參考文獻
5 人造地球衛(wèi)星的軌道問題——衛(wèi)星設(shè)計師面臨的第一個動力學(xué)課題
5.1 地球引力場中人造衛(wèi)星的運動
5.2 傾斜軌道
5.3 太陽同步軌道
5.4 地球同步軌道
參考文獻
6 人造地球衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定——兼談我國衛(wèi)星發(fā)射中的異�，F(xiàn)象
6.1 人造衛(wèi)星的姿態(tài)運動
6.2 不同的姿態(tài)穩(wěn)定方案各顯其能
6.3 自旋穩(wěn)定中的最大慣量軸原則
6.4 “實踐一號”在發(fā)射中的離奇經(jīng)歷
參考文獻
7 航天飛行中的超重與失重——非慣性系中人體的感受
7.1 失重就是失去重力嗎?
7.2 失重飛行奇觀
7.3 升空與返回過程中的超重
7.4 地面上的模擬
參考文獻
8 從貓下落時的翻身談起——介紹一門新學(xué)科——運動生物力學(xué)
8.1 形形色色的力學(xué)解釋
8.2 打破思維定勢
8.3 給航天員出主意
8.4 體操運動中精彩的旋空翻
8.5 一種現(xiàn)代研究方法——計算機數(shù)值仿真
參考文獻
9 神秘的數(shù)字84.4——揭示不同現(xiàn)象背后本質(zhì)聯(lián)系的一個實例
9.1 牛頓的炮彈
9.2 穿越地球隧道中的免費旅行
9.3 舒勒的大膽設(shè)想
9.4 煩人的陀螺羅經(jīng)調(diào)整條件
9.5 非結(jié)束語
參考文獻
10 漫話陀螺——從孩童玩具到現(xiàn)代科技
10.1 與時俱進的定點支承方法
10.2 不同尋常的陀螺特性
10.3 陀螺幫你指示方位
10.4 陀螺幫你測量速率
10.5 陀螺幫你構(gòu)建系統(tǒng)
10.6 陀螺幫你實現(xiàn)穩(wěn)定
參考文獻
大眾力學(xué)叢書(已出書目)
3.4.3 雙足步行機器人的側(cè)向穩(wěn)定性
人們很早就希望研制出仿人雙足步行機器人，以便在不平的路面上移動。人在步行前進時，步態(tài)有兩個相：（雙足）支撐相與（單足）擺動相。在擺動相，人體以一足著地，重心在基底之外，人體有側(cè)向傾倒的趨勢。因此，必須選擇合理的步態(tài)與前進速度，才能使人體在前進運動中保持側(cè)向穩(wěn)定。大多數(shù)的雙足步行機器人前進速度很慢，行進時，必須先將身體重心側(cè)向右移至右腳上才能抬起左腳，當(dāng)左腳前進一步落地后，再將身體重心側(cè)向左移至左腳上，再抬起右腳；也就是說在前進時，機器人的重心是左右搖擺的。因而不僅要在踝（或膝、髖）關(guān)節(jié)處安裝側(cè)向轉(zhuǎn)動裝置（圖3-16），而且行走速度也要大受影響。
如果采用前面小魔術(shù)的技術(shù)，問題就簡單多了。為保持雙足步行機器人的側(cè)向穩(wěn)定性，只需在體內(nèi)安裝一個用電機驅(qū)動的飛輪，其轉(zhuǎn)動軸沿前進方向（圖3一17）。當(dāng)抬起右腳時，電機驅(qū)動飛輪獲得向右轉(zhuǎn)的角加速度，當(dāng)抬起左腳時，電機驅(qū)動飛輪獲得向左的角加速度（注意，這時飛輪仍可能向右轉(zhuǎn)動）；根據(jù)前面的解釋，機器人就能長期維持在直立狀態(tài)而不會側(cè)向傾倒。這樣一來，不但可以取消關(guān)節(jié)處的側(cè)向轉(zhuǎn)動裝置，而且行進時，機器人的重心位于一條直線上而不必左右移動，從而大大提高行進速度。
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