“Занимательная механика” Я. И. Перельмана, как и многочисленные другие книги этого писателя, излагает вопросы теоретической и прикладной механики на живых примерах, сравнениях и фактах обыденной жизни. Сложные проблемы изложены с присущей автору наглядностью и ясностью, что делает эту книгу весьма занимательной как для юного читателя, так и для взрослого, который с большим интересом познакомится по этой книге с основными элементами механики.
Выходящая в свет четвертым изданием книга покойного профессора В. Л. Кирпичева “Беседы о механике” давно уже пользуется заслуженной известностью в широких кругах читателей, которым, по роду их деятельности, приходится соприкасаться с теоретической механикой.
Эта книга — не учебник и не сборник популярных статей для первоначального ознакомления с механикой, а именно “беседы о механике”, предназначенные для лиц, изучающих теоретическую механику и желающих расширить и углубить свои сведения в этой области.
Всем известно, что чисто формальное усвоение основных положений механики без глубокого проникновения в их физическую сущность недостаточно для того, чтобы пользоваться мощными методами этой науки при исследовательской работе и успешно применять эти методы при решении практических задач; для этой цели необходимо, чтобы формулы, выражающие законы механики, были в сознании не отвлечёнными символами, а представляли собой реальную картину действительности.
В книге собраны статьи и доклады академика А. Ю. Ипплинского, а также его выступления перед учеными и инженерами.
Дается представление о том, чем является механика сегодня, каково ее современное содержание, как она развивается и какие задачи ставят перед ней другие науки и техника. Рассматриваются методологические вопросы механики, некоторые фрагменты ее истории, а также связи с другими научными дисциплинами.
Представлена галерея научных портретов ученых-инженеров-механиков, со многими из которых автор был знаком лично. В этих очерках как бы продолжается беседа читателя с различными вопросами механики и их научных приложений.
Бурное развитие физики в последние десятилетия, состояние и темпы развития техники современного производства, переход на всеобщее среднее образование совершенно изменили расстановку тех педагогических целей и задач, к достижению и решению которых должна стремиться школа и которые должны реализовываться в учебниках. Традиционное стремление дать наибольшее количество различных сведений в учебниках и в преподавании изживает себя.
Более того, погоня за сообщением наибольшей информации, детализацией сведений о всех, хотя и очень интересных и важных новинках быстро развивающихся наук и техники нередко наносит ущерб развитию способности учащихся самостоятельно мыслить и применять основные законы физики, умению находить и воспринимать новые знания, продолжающимся всю жизнь. Это становится все более заметным затруднением для выпускников школы в начале их трудовой деятельности и при продолжении обучения в высшей школе.
Трехмерная тензорная математика представляется в виде аналитического обобщения численных решений прикладных задач гидромеханики, основанных на конечноразностных моделях метода крупных частиц (конечного объема). Ориентация изложения на прямые вычислительные эксперименты приводит к поиску элементарных объектов гидромеханики, допускающих сквозную смысловую интерпретацию динамики движения и физических свойств моделируемой жидкости. Рассмотрены особенности непротиворечивого проектирования алгоритмов, сводящиеся к ключевым элементам функционального языка программирования, способного автоматизировать применение тензорных выражений для построения вычислительных экспериментов при моделировании течений жидкости.
Небольшой исторический экскурс, приведенный в первой части книги, адресован читателям, познающим развитие естественных наук во взаимосвязи со становлением прикладной математики. Логические заключения второй части книги заинтересуют разработчиков аппаратных и языковых средств специализированной вычислительной техники. Вычислительные эксперименты гидромеханики представлены в третьей части книги, в которой строгость математических законов по возможности смягчается метафизическими ассоциациями из междисциплинарных естественнонаучных дисциплин.
Книга ориентирована на студентов и инженеров, ведущих поисковые исследования и реализующих прикладные вычислительные эксперименты в различных областях науки и техники, и прежде всего в механике сплошных сред.
В монографии представлен новый класс точных решений уравнений Навье - Стокса в приближении Буссинеска, описывающий адвективные течения спиральной формы в плоском горизонтальном вращающемся слое жидкости. Исследуется характер течений с различными граничными условиями для скорости и температуры при различных значениях числа Тейлора. Показано подобие адвективных течений вращающейся жидкости известному в геофизической гидродинамике течению Экмана. Изучается характер адвективных течений при наличии осложняющих факторов: вибрационного поля, магнитного поля или стратификации. Исследуются стационарные и нестационарные адвективные течения вращающейся жидкости в полубесконечном слое, в частности, в свободной атмосфере. Излагается методика исследования устойчивости адвективных течений методом сеток с конкретными примерами
В монографии излагается алгоритм формирования матри-
цы жесткости треугольного конечного элемента (ТКЭ) с вклю-
чением в число узловых неизвестных корректирующих множи-
телей Лагранжа. Разработан алгоритм формирования матрицы
жесткости ТКЭ с множителями Лагранжа при использовании
векторного способа интерполяции перемещений и доказаны его
принципиальные преимущества по сравнению с вариантом, в
котором матрица жесткости ТКЭ с множителями Лагранжа
формировалась на основе интерполяции компонент вектора пе-
ремещений как скалярных величин при расчете оболочек вра-
щения с большими кривизнами меридиана или допускающих
жесткие смещения под действием заданной нагрузки. Моногра-
фия содержит большое количество примеров расчета оболочек,
подтверждающих высокую эффективность разработанных алго-
ритмов.
Монография рассчитана на широкий круг специалистов,
занимающихся проблемами механики оболочек.
Учебное пособие по разделу «физическая механика» курса «Физика» предназначено для студентов первого семестра первого курса дневной и заочной форм обучения специальностей ЭУС, ПГС, ВВ, ИЗОС, ГТС, ТГВ, ГСХ, АДА и ПСК СГАСУ. Кратко изложены физические основы механики как раздела курса физики для технических вузов. Изложен лекционный материал по кинематике и динамике материальной точки, силам (упругости, трения, тяготения, инерции), импульсу и моменту импульса механических систем, кинетической и потенциальной энергии механических систем, движению твердого тела и элементам релятивистской механики. Каждый раздел пособия снабжен вопросами для самоконтроля. В конце пособия приведены упражнения для закрепления лекционного материала.
Учебное пособие составлено с учетом содержания курса общей физики, определенного Государственными образовательными стандартами для технических специальностей вуз ов. В учебном пособии рассмотрены вопросы теории тех разделов, которые вынесены на лабораторный практикум, приведены описания лабораторных работ, инструкции по их выполнению, даны рекомендации по использованию информационных технологий при обработке экспериментальных данных.
Для студентов технических специальностей вузов.
