کتاب دینامیک بی یر جانسون (ترجمه زارع پور)

کتاب دینامیک اثر فردیناند بی یر، راسل جانستون و الیوت آیزنبرگ با ترجمه ی دکتر غلام رضا زارع پور توسط انتشارات دانش نگار به چاپ رسیده است.

دینامیک یکی از دروس پایه ی مکانیک می باشد که هدف آن ارتقاء توانایی در تحلیل مسائل مهندسی به روشی ساده و منطقی با به کارگیری چند اصل اساسی در حل آن ها است. مولف برای بیان مفاهیم دینامیک از تحلیل برداری در سراسر کتاب بهره می برد و بر اساس آن اصول اساسی دینامیک را به صورت دقیق تر و روشن تر شرح می دهد تا در نهایت با بهره گیری از تحلیل برداری، توانایی حل بسیاری از مسائلی را که نمی توان به روش های اسکالر پاسخ داد، از طریق تحلیل سینماتیکی و سینتیکی در مخاطب فراهم سازد. روش به کار گرفته شده در تالیف کتاب حاضر به گونه ای می باشد که ابتدا مسائل ساده ای را برای پاسخ گویی تنظیم کرده تا ذهن دانشجو برای حل مسائل پیچیده تر آماده گردد، کلیه ی واژگان و مفاهیم جدید و کاربردی در محتوای متن نیز به زبانی ساده و گیرا نوشته شده تا درک و فهم آن راحت تر صورت گیرد و هم چنین اصول سینتیک به صورت یک پارچه ارائه شده است. برای پاسخ دادن به مسائل از دو رویکرد SI و US استفاده شده تا دانشجویان با واحدهای هر دو سیستم و درک فیزیکی آن ها که لازمه ی انجام محاسبات، استنتاج، طراحی و قضاوت مهندسی می باشد، آشنا شوند.

کتاب "دینامیک" مشتمل بر نه فصل می باشد: 1- سینماتیک ذرات 2- سینتیک ذرات: قانون دوم نیوتن 3-سینتیک ذرات: روش های انرژی و اندازه حرکت 4- سیستم های ذرات 5- سینماتیک اجسام صلب 6- حرکت صفحه ای اجسام صلب: نیروها و شتاب ها 7- حرکت صفحه ای اجسام صلب: روش های انرژی و اندازه حرکت 8- سینتیک اجسام صلب در سه بعد 9- ارتعاشات مکانیکی

فهرست

سینماتیک ذرات مقدمه ای بر دینامیک موقعیت، سرعت و شتاب یک ذره حرکت مستقیم الخط یکنواخت حرکت مستقیم الخط با شتاب ثابت حرکت هم زمان چندین ذره روش های ترسیمی در حل مسائل حرکت مستقیم الخط روش های ترسیمی دیگر موقعیت، سرعت و شتاب ذرات در حرکت منحنی الخط مشتق توابع برداری مولفه های متعامد سرعت و شتاب یک ذره حرکت ذره نسبت به یک دستگاه مختصات در حال انتقال مولفه های مماسی و عمودی بردارهای حرکت مولفه های شعاعی و عرضی بردارهای حرکت چکیده فصل 1 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری سینتیک ذرات: قانون دوم نیوتن مقدمه قانون دوم نیوتن اندازه حرکت خطی یک ذره؛ آهنگ تغییرات اندازه حرکت خطی سیستم های واحدها معادلات حرکت تعادل دینامیکی اندازه حرکت  زاویه ی یک ذره؛ آهنگ تغییرات اندازه حرکت زاویه ای معادلات حرکت برحسب مولفه های شعاعی و عرضی حرکت ذره تحت اثر یک نیروی زمینی؛ پایستاری اندازه حرکت زاویه ای قانون جاذبه نیوتن مسیر ذره تحت اثر یک نیروی مرکزی کاربرد معادلات نیروی مرکزی در مکانیک فضایی قوانین کپلر برای حرکت سیارات چکیده فصل2 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری سینتیک ذرات: روش های انرژی و اندازه حرکت مقدمه کار یک نیرو انرژی جنبسی یک ذره، اصل کار و انرژی توان و راندمان انرژی پتانسیل نیروهای پایستار پایستاری انرژی حرکت تحت اثر یک نیروی مرکزی پایستار و کاربرد ان در مکانیک پروازهای فضایی اصل ضربه واندازه حرکت حرکت ضربه ای برخورد برخورد مرکزی مستقیم برخورد مرکزی مایل مسائل شامل انرژی و اندازه حرکت چکیده فصل3 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری سیستم های ذرات مقدمه کاربرد قوانین نیوتن برای حرکت یک سیستم از ذرات؛ نیروهای موثر اندازه حرکت خطی و زاویه ای یک سیستم از ذرات حرکت مرکز جرم یک سیستم از ذرات اندازه حرکت زاویه ای یک سیستم از ذرات حول مرکز جرم آن پایستاری اندازه حرکت برای یک سیستم از ذرات انرژی جنبشی یک سیستم از ذرات اصل کار و انرژی، پایستاری انرژی جنبشی برای یک سیستم از ذرات سیستم های متغیر ذرات جریان پایدار ذرات سیستم هایی با ورود یا خروج پیوسته جرم چکیده فصل4 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری سینماتیک اجسام صلب مقدمه حرکت انتقالی چرخش حول یک محور ثابت معادلات حرکت چرخشی یک جسم صلب حول یک محور ثابت حرکت کلی صفحه ای سرعت مطلق و نسبی در حرکت صفحه ای شتاب مطلق و نسبی در حرکت صفحه ای تحلیل حرکت صفحه ای بر حسب یک پارامتر آهنگ تغییر یک بردار نسبت به یک دستگاه مختصات چرخان حرکت صفحه ای یک ذره نسبت به یک دستگاه مختصات چرخان؛ شتاب کوریولیس حرکت حول یک نقطه ثابت حرکت کلی حرکت سه بعدی یک ذره نسبت به یک دستگاه مختصات چرخان؛ شتاب کوریولیس حرکت حول یک نقطه ثابت حرکت کلی حرکت سه بعدی یک ذره نسبت به یک دستگاه مختصات چرخان؛ شتاب کوریولیس دستگاه مختصات مرجع در حرکت کلی چکیده فصل5 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری حرکت صفحه ای اجسام صلب: نیروها و شتاب ها مقدمه معادلات حرکت برای یک جسم صلب اندازه حرکت زاویه ای برای یک جسم صلب حرکت صفحه ای یک جسم صلب؛ اصل دالامبر نکاتی پیرامون اصول بدیهی مکانیک اجسام صلب حل مسائل حرکت یک جسم صلب سیستم اجسام صلب حرکت صفحه ای مفید چکیده فصل6 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری حرکت صفحه ای اجسام صلب: روش های انرژی و اندازه حرکت مقدمه اصل کار و انرژی برای یک جسم صلب کار نیروهای وارد به یک جسم صلب انرژی جنبشی یک جسم صلب در حرکت صفحه ای سیستم های اجسام صلب پایستاری انرژی توان اصل ضربه و اندازه حرکت برای حرکت صفحه ای یک جسم صلب سیستم های متشکل از چندین جسم صلب پایستاری اندازه حرکت زاویه ای حرکت ضربه ای برخورد خارج از مرکز چکیده فصل7 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری سینتیک اجسام صلب در سه بعد مقدمه اندازه حرکت زاویه ای یک جسم صلب در سه بعد کاربرد اصل ضربه و اندازه حرکت برای حرکت سه بعدی اجسام صلب انرژی جنبشی یک جسم صلب در حرکت سه بعدی حرکت یک جسم صلب در فضای سه بعدی معادلات حرکت اویلر: تعمیم اصل دالامبر حرکت یک جسم صلب حول یک نقطه ثابت چرخش یک جسم صلب حول یک محور ثابت حرکت یک ژیروسکوپ؛ زاویه های اویلر پیشروش پایدار یک ژیروسکوپ حرکت یک جسم با تقارن محوری که هیچ نیرویی به آن وارد نمی شود چکیده فصل8 مسائل دوره ای مسائل دوره ای ارتعاشات مکانیکی مقدمه ارتعاشات آزاد ذرات؛ حرکت هماهنگ ساده حل تقریبی حرکت یک آونگ ساده حل دقیق حرکت یک آونگ ساده ارتعاشات آزاد اجسام صلب کاربرد اصل پایستاری انرژی در تحلیل حرکت ارتعاشی اجسام صلب ارتعاشات واداشته ارتعاشات آزاد میراشونده ارتعاشات واداشته میراشونده تحلیل مقایسه ای سیستم های ارتعاشی و مدارهای الکتریکی چکیده فصل9 مسائل دوره ای مسائل کامپیوتری پاسخ مسائل جداول مفید  

برشی از متن کتاب

فصل اول: سینماتیک ذرات سینماتیک به مطالعه ی هندسه ی حرکت می پردازد که در آن جابه جایی، سرعت، شتاب و زمان، بدون توجه به عوامل ایجاد حرکت، به یکدیگر ارتباط داده می شود، اما سینتیک به رابطه ی بین نیروهای وارد به جسم، جرم و حرکت آن می پردازد. واژه ی ذرات که در طول فصل به کار برده شده، به معنای اجسام بسیار کوچک نمی باشد بلکه حتی برای اجسام بسیار بزرگ نیز استفاده می گردد. در این فصل ابتدا حرکت مستقیم الخط یک ذره، یعنی موقعیت، سرعت و شتاب یک ذره در هر لحظه از زمان در حین حرکت آن در امتداد یک خط راست، مورد بررسی قرار داده می شود و در بخش بعدی، حرکت ذرات در امتداد یک مسیر منحنی مورد تحلیل قرار می گیرد و مفهوم مشتق یک بردار به صورت مفصل برای مخاطب شرح داده می شود . فصل دوم: سینتیک ذرات: قانون دوم نیوتن قانون دوم نیوتن عباتست از : اگر برآیند نیروهای وارد به یک ذره برابر صفر نباشد، ذره شتابی متناسب با اندازه ی این نیروی برآیند و در راستای آن خواهد بود. از  این قانون برای ارتباط دادن حرکت جسم با نیروهای وارد بر آن، به هنگامی که اجسام دارای حرکت شتابدار هستند و اندازه و راستای سرعت آن ها تغییر می کند، مورد استفاده قرار می گیرد؛ بنابراین در این فصل قانون دوم نیوتن مورد بررسی قرار گرفته و برای تحلیل حرکت ذرات و حل مسائل به کار برده می شود. فصل سوم: سینتیک ذرات: روش های انرژی و اندازه حرکت به منظور تحلیل مسائل می توان از دو روش کار و انرژی و هم چنین روش ضربه و اندازه حرکت استفاده نمود که با به کار بردن آن ها دیگر نیازی به محاسبه ی شتاب نیست. روش کار و انرژی مستقیما نیرو، جرم و سرعت و جابه جایی را به یک دیگر ارتباط می دهد و روش ضربه و اندازه حرکت، نیرو، جرم، سرعت و زمان را به یک دیگر پیوند می دهد. در طول محتوای این فصل، دو روش نام برده به صورت کامل شرح و توصیف می شود تا بتوان از طریق آن مسائل را به راحتی مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. فصل چهارم: سیستم های ذرات منظور از سیستم های ذرات، تعداد زیادی ذره هستند که به طور هم زمان در نطر گرفته می شود، که در این فصل مورد بررسی قرار می گیرد؛ به این ترتیب که، ابتدا سیستم های متشکل از ذرات مشخص مورد بحث و نقد قرار می گیرد و سپس حرکت سیستم های متغیر، یعنی سیستم هایی که به طور پیوسته در حال دریافت یا از دست دادن ذرات هستند، بررسی و تحلیل می شود. فصل پنجم: سینماتیک اجسام صلب همان طور که از عنوان فصل پیداست، سینماتیک اجسام صلب مورد بررسی قرار گرفته و هم چنین روش هایی برای به دست آوردن روابط موجود بین زمان، موقعیت ها، سرعت ها و شتاب های ذرات مختلف تشکیل دهنده ی یک جسم صلب ارائه می شود. فصل ششم: حرکت صفحه ای اجسام صلب: نیروها و شتاب ها در طول محتوای متن این فصل به مباحثی از قبیل معادلات حرکت برای یک جسم صلب و اندازه حرکت زاویه ای آن در حرکت صفحه ای  و هم چنین حرکت صفحه ای مربوط به اصل دالامبر پرداخته می شود. فصل هفتم: حرکت صفحه ای اجسام صلب: روش های انرژی و اندازه حرکت در این فصل، به منظور تحلیل حرکت صفحه ای اجسام صلب و سیستم های متشکل از چندین جسم صلب، از روش کار و انرژی و هم چنین روش ضربه و اندازه حرکت استفاده می گردد که برای هر یک از این روش ها توضیحات مفصل و کارآمدی فراهم شده است و در پایان، مسائل مربوط به برخورد خارج از مرکز اجسام صلب مورد بررسی قرار می گیرد . فصل هشتم: سینتیک اجسام صلب در سه بعد این بخش از کتاب، یک روش کلی برای محاسبه ی اندازه ی حرکت زاویه ای یک جسم در حرکت سه بعدی ارئه می دهد و هم چنین چگونگی آهنگ تغییر اندازه حرکت زاویه ای  برای یک جسم صلب سه بعدی را با استفاده از دستگاه مختصات چرخان که گشتاورهای اینرسی و حاصل ضرب اینرسی جسم نسبت به آن ثابت می ماند را تعیین کرده و در پایان، معادلات را به صورت معادلات تصویری پیکره آزاد جسم بیان می کند و آن ها را برای حل مسائل مختلف حرکت سه بعدی اجسام صلب به کار می برد. فصل نهم: ارتعاشات مکانیکی ارتعاش مکانیکی، حرکت یک ذره یا جسمی است که حول یک موقعیت تعادلی نوسان می کند که بسیاری از انواع ارتعاشات ایجاد شده در ماشین ها و سازه ها به دلیل اتلاف انرژی نامطلوب هستند؛ بنابراین همواره سعی بر این است که با طراحی صحیح ماشین ها و سازه های سبک، ارتعاشات مذکور حذف گردد. از آن جا که این موضوع بسیار گسترده می باشد، در این فصل فقط به انواع ساده تر ارتعاش، یعنی ارتعاشات یک جسم یا سیستم از اجسام با تنها یک درجه آزادی پرداخته می شود.

مولفان: فردیناند بی یر - راسل جانستون - الیوت آیزنبرگ مترجم: دکتر غلامرضا زارع پور انتشارات: دانش نگار