飞机是怎么飞上天空的?为什么过山车的轨道不是圆形的?如果一个人径直穿过地球下落,需要多久才会到达另一端?
这本内容广博的运动科学通俗入门读物,讲述了动力学从伽利略(Galileo)时代发展至今的历史。书中涵盖一系列令人兴奋的发现,包括行星运动、旋转物体的动力学、波动、弹性以及流体力学,并解释其中涉及的物理现象,尤其关注那些出人意料、最能挑战我们基础直觉的现象。
本书通过讨论各种现实世界中的问题,让力学的基本原理变得鲜活可感:例如,为什么现代翻环过山车的环形轨道并非正圆;为什么滑冰运动员收拢双臂时会旋转得更快;以及一只最初头朝下坠落的猫,为什么有时仍能成功四脚着地。书中还探讨了这样一种观点:经典力学问题往往会因为某种突如其来、出人意料的现代“转折”,而重新发挥生命力。例如,20世纪60年代阿波罗登月任务中,引力三体问题所发挥的作用便是如此。
本书文风轻松亲切、通俗易懂,同时又以严谨的学术研究和历史考证为基础。它表明,即便经过了这么多年,经典力学依然能够带给我们惊喜,并不断挑战我们对周围真实世界运行方式的理解。
目录:
1. 引言
2. 动力学的开端
3. 力、质量与加速度
4. 圆周运动
5. 能量
6. 碰撞
7. “一层符号的硬痂……”
8. 伸手探向天穹
9. 《自然哲学的数学原理》
10. 牛顿与行星运动
11. 微积分
12. 振荡
13. 一个新时代的开始
14. “……与庸众之见相反”
15. 线动量原理
16. 角动量原理
17. 陀螺
18. 坠落的猫
19. 并不简单的单摆
20. 波动方程
21. “弹性之定律”
22. 最好的可能世界?
23. 不稳定性
24. 流体动力学
25. 黏性流动
26. “我立刻骑上马”
27. 冲击波
28. 涡旋运动
29. 黄金比例的诅咒
30. 科里奥利力
31. 三体问题
32. 一个悖论的解决
33. 飞行的奥秘
34. 穿越地球的坠落
35. 夜里的震颤
36. 高黏性流动
37. 洗澡水到底往哪边旋转?
38. 临界点、突变与混沌
39. 写在最后