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絵とき「機械力学」基礎のきそ

定価(税込)  2,376円

著者
サイズ A5判
ページ数 192頁
ISBNコード 978-4-526-06275-9
コード C3053
発行月 2009年05月
ジャンル 機械

内容

材料力学が材料の変形を考慮する学問なのに対し、機械力学では材料を仮想的に変形しないもの(剛体)として扱う。 本書は、物理学の復習も含めてできるだけ平易に機械設計に関連する静力学と動力学を取り出して、重力の作用、物体の運動、力の伝達、回転体の運動、単振動、それに抗力、揚力、浮力などについて記載している。 機械力学は数学との関わりが強く、ベクトル解析、ラプラス変換、微分方程式などが不可欠ではあるが、本書では機械力学の本質が理解できるよう数学的記述はできるだけ簡略化し、図を多用している。

目次

目次



はじめに



第1章 力の作用

1―1 力とは

(1)自然界で作用する力

(2)力学の法則、原理、定理

(3)ニュートンの運動の法則

(4)力の性質

(5)重さと質量

1―2 静止している物体に作用する力

(1)重力の作用

(2)外力の作用

(3)力とエネルギー

1―3 動いている物体に作用する力

(1)速度と加速度

(2)加速度と力



第2章 物体の自由弾道

2―1 質点の力学

(1)質点と剛体

(2)直線等速度運動

(3)剛体の自由落下運動

2―2 剛体の自由弾道

(1)真上に射出される剛体の弾道

(2)水平に射出される剛体の弾道

(3)斜めに射出される剛体の弾道



第3章 衝突の力学

3―1 運動エネルギーと運動量

(1)物体の運動エネルギーと運動量の変換

(2)水流の運動エネルギーと運動量の変換

3―2 球体の衝突

(1)球体の衝突と反発

(2)球体と球体の衝突

(3)球体と球体の非弾性衝突

(4)球体と球体の弾性衝突

(5)斜めに衝突する球体

3―3 水流の衝突

(1)壁に衝突する水流

(2)壁面に斜めに衝突する水流

(3)曲板に衝突する水流

(4)動く曲板に衝突する水流

3―4 推力と運動量の変換

(1)ジェットエンジンの推力

(2)ロケットエンジンの推力



第4章 力の伝達

4―1 力のモーメント

(1)力の分解と合成

(2)物体の重心

(3)てこの原理とエネルギー保存則

(4)てこの安定性

(5)モーメントの平衡

4―2 連続的な力の伝達

(1)力のモーメントの変換

(2)滑車とエネルギー

(3)滑車と歯車の組合せによる力の伝達

(4)ベルトによる力の伝達



第5章 回転体の力学

5―1 遠心力の発生

(1)物体の回転軸

(2)遠心力と求心力

5―2 回転体の運動

(1)回転エネルギー

(2)慣性モーメント

(3)回転体のトルク

(4)回転体のエネルギー

(5)滑車の落下とロープの張力

5―3 角運動量の保存則

(1)ベクトル表示による角運動量

(2)回転体の運動量

(3)ジャイロスコープの原理

(4)角運動量の保存

(5)歳差運動



第6章 振動体の力学

6―1 振動の特性

(1)周期と振動数

(2)振動の位相

6―2 振り子の力学

(1)振り子の単振動

(2)円錐振り子の力学

(3)物体の振り子運動

6―3 ばねの振動力学

(1)ばねの単振動

(2)ばねのエネルギー

(3)2個の剛体がばねで結合された振動体の運動

(4)浮体の振動

(5)強制振動

(6)減衰振動



第7章 摩擦力と緩衝力

7―1 摩擦力

(1)摩擦力の発生

(2)摩擦力の作用

(3)摩擦を伴う運動

(4)回転しながら斜面を落下する円柱の運動

(5)回転する円柱に作用する抵抗

7―2 流体の摩擦力

(1)流体の発生する抗力

(2)空気抵抗

(3)空気抵抗が速度に比例する物体の落下運動

(4)空気抵抗が速度の二乗に比例する物体の落下速度

7―3 緩衝力

(1)緩衝力の発生

(2)力積と緩衝力



参考文献

英用語対比表

索引

はじめに

はじめに

自然界には多くの力が作用しており、天体の運動から物質の成り立ちまで力学によって支配されている。物理学の一分野としての力学はそれをすべて含んでいる学問であり、それらが工学として機械工学、電気工学、光学、化学工学、土木工学、建築工学、資源工学など産業界発展のけん引力となってきた。その中で、機械工学における力学は熱力学、流体力学、材料力学、構造力学とニュートンの運動の法則を基にした運動力学などが関わっており、多種多用の機械の設計に当って機械力学は不可欠な学問とされている。

本書においては、物理学の中での力学の基本を習得していることを前提としているが、復習も含めてできるだけ平易に本質的な事項を機械設計に関連する静力学と動力学を取り出して、重力の作用、物体の運動、力の伝達、回転体の運動、単振動、それに抗力、揚力、浮力などについて記載した。機械力学は数学との関わりが強く、ベクトル解析、ラプラス変換、微分方程式などが不可欠ではあるが、本書では機械力学の本質が理解できるよう数学的記述はできるだけ簡略化しており、イラストを多用して理解ができるようにしている。厳密な取り扱いについては参考文献に記載してある書籍などを参考にされたい。



2009年5月 久保田浪之介

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