کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

 

 

فایل مورد نظردر قالب pdf  با حجم 25 مگابایت می باشد. دوستان گرامی و دانشجویان ارجمند و عزیز در صورت تمایل می توانید این فایل بسیار با ارزش را به صورت مستقیم از سایت بیست میشم تهیه بفرمائید.

 

کتاب دینامیک مریام

ویرایش 5 

زبان فارسی

 

 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

درباره کتاب 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم بیان دارد برای بررسی مسائل فیزیکی بود. گالیله به دلیل امتناع از پذیرفتن اعتقادات ثابت شده در عصر خود، مانند فلسفه ارسطو که مثلاً معتقد بود اجسام سنگین با سرعت بیشتری نسبت به اجسام سبک سقوط می کنند، مورد انتقاد شدید قرار می گرفت.

فقدان ابزار دقیق برای اندازه گیری زمان، مانع جدی برای گالیله بود و پیشرفت قابل توجه دیگر در دینامیک، در انتظار اختراع ساعت پاندولی توسط هویگنس در سال 1657 بود.

نیوتن (1642-1727)، با پیروی از کارهای گالیله، توانست یک فرمول دقیق از قوانین حرکت ایجاد کند و بنابراین، دینامیک را بر اساس صوت قرار دهد. اثر مشهور نیوتن در چاپ اول، اصول وی منتشر شد،   که به طور کلی به عنوان یکی از بزرگ ترین کمک های ثبت شده در دانش شناخته می شود.

نیوتن علاوه بر بیان قوانین حاکم بر حرکت یک ذره، اولین شخصی بود که قانون جهانی گرانش را به درستی تنظیم کرد. اگرچه توصیف ریاضی او دقیق بود، اما او احساس کرد که مفهوم انتقال از راه دور نیروی گرانش بدون محیط پشتیبانی یک مفهوم پوچ است.

به دنبال دوره نیوتن، کمک های مهمی به مکانیک توسط اولر، دالمبرت، لاگرانژ، لاپلاس، پوینسوت، کوریولیس، انیشتین و دیگران انجام شد.

 

 

فقط از آن جا که ماشین آلات و سازه ها با سرعت بالا و شتاب قابل توجهی کار کرده اند، انجام محاسبات بر اساس اصول دینامیک به جای اصول استاتیک ضروری بوده است. تحولات سریع فن آوری امروز به افزایش کاربرد اصول مکانیک، به ویژه دینامیک، نیاز دارد.

این اصول، پایه-ای برای تجزیه و تحلیل و طراحی سازه های متحرک، سازه های فلزی تحت بارهای شوک، دستگاه های رباتیک، سیستم های کنترل خودکار، راکت ها، موشک ها و فضاپیماها، وسایل نقلیه حمل و نقل هوایی و زمینی، و بالستیک الکترونی، دستگاه های الکتریکی و ماشین آلات از انواع مختلف مانند توربین، پمپ، موتور رفت و برگشت، بالابر ، ابزار ماشین آلات و غیره است.

دانشجویانی که به یک یا چند مورد از این فعالیت ها و فعالیت های دیگر علاقه مند هستند، دائماً باید اصول پایه دینامیک را به کار گیرند.

 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

 

 مفاهیم پایه

مفاهیم پایه مکانیک در استاتیک بخش 1/2 جلد 1 بیان شده است. این مطالب در این جا به همراه نظرات اضافی مربوط به مطالعه دینامیک به طور خلاصه ارائه می شوند.

فضا منطقه هندسی است که توسط اجسام اشغال شده است. موقعیت در فضا با استفاده از اندازه گیری های خطی و زاویه ای نسبت به برخی از سیستم های مرجع هندسی تعیین می شود.

چارچوب مرجع اصلی قوانین مکانیک نیوتنی، سیستم اینرسی اولیه یا چارچوب مرجع نجومی است که مجموعه ای خیالی از محورهای مستطیل شکل است و فرض می شود هیچ حرکت انتقالی یا چرخشی در فضا ندارد.

اندازه گیری ها نشان می دهد که قوانین مکانیک نیوتنی برای این سیستم مرجع معتبر است به شرطی که هر نوع سرعت در مقایسه با سرعت نور که 300000 کیلومتر بر ثانیه یا 186000 مایل بر ثانیه است ناچیز باشد.

گفته می شود اندازه گیری های انجام شده با توجه به این مرجع مطلق است و این سیستم مرجع ممکن است در فضا “ثابت” تلقی شود.

یک فریم مرجع متصل به سطح زمین در سیستم اولیه دارای حرکات تا حدودی پیچیده است و برای اندازه گیری های انجام شده نسبت به فریم مرجع زمین باید از اصلاح معادلات اساسی مکانیک استفاده شود.

به عنوان مثال، در محاسبه مدار راکت و پرواز فضایی، حرکت مطلق زمین به یک پارامتر مهم تبدیل می شود. برای بیش تر مسائل مهندسی مربوط به ماشین آلات و سازه هایی که در سطح زمین باقی مانده اند، اصلاحات، بسیار ناچیز است و ممکن است نادیده گرفته شود.

برای این مسائل، قوانین مکانیک ممکن است مستقیماً با اندازه گیری هایی که نسبت به زمین انجام می شود، اعمال شود و به معنای عملی، چنین اندازه گیری هایی مطلق تلقی می شوند.

زمان معیاری از توالی وقایع است و در مکانیک نیوتنی به عنوان یک مقدار مطلق در نظر گرفته می شود.

جرم اندازه گیری کمی اینرسی یا مقاومت در برابر تغییر حرکت جسم است. جرم همچنین ممکن است به عنوان کمیت ماده در جسم و همچنین خاصیتی که باعث جاذبه گرانشی می شود در نظر گرفته شود.

نیرو، عمل برداری یک جسم بر روی جسم دیگر است. در مورد خواص نیروها به طور کامل در استاتیک جلد 1 بحث شده است.

ذره، جسمی از ابعاد ناچیز است. هنگامی که ابعاد جسم با توصیف حرکتش یا عمل نیروها بر آن بی ارتباط باشد، ممکن است جسم به عنوان یک ذره مورد بحث قرار گیرد. به عنوان مثال، یک هواپیما ممکن است به عنوان ذره ای برای توصیف مسیر پروازش مورد بحث قرار گیرد.

جسم سخت به جسمی گفته می شود که تغییرات شکل آن در مقایسه با ابعاد کلی جسم یا تغییرات موقعیت جسم به طور کلی ناچیز باشد.

به عنوان یک نمونه از فرض سختی، مشخصاً حرکت کوچک برانگیخته نوک بال هواپیما از طریق هوای متلاطم نتیجه ای برای توصیف حرکت هواپیما به طور کلی در طول مسیر حرکت آن ندارد. برای این منظور، هواپیمای مورد بحث به عنوان یک جسم سخت یک تقریب قابل قبول است.

از طرف دیگر، اگر ما نیاز به بررسی تنش های داخلی در ساختار بال در اثر تغییر بارهای دینامیکی داشته باشیم، باید مشخصات تغییر شکل سازه مورد بررسی قرار گیرد و برای این منظور هواپیما دیگر نمی تواند یک جسم سخت باشد.

دینامیک شامل استفاده مکرر از مشتقات زمانی هر دو بردار و اسکالر است. به عنوان یک خلاصه نویسی، از نماد یک دات اغلب برای نشان دادن یک مشتق با توجه به زمان استفاده می شود. بنابراین، x˙  به معنای dx ∕ dt است و x¨ مخفف d2 x ∕ dt2 است.

 

 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

 

 

کتاب مکانیک مهندسی دینامیک مریام

سه قانون حرکت نیوتن، که در استاتیک بخش 1/4 جلد 1 بیان شده، به دلیل اهمیت ویژه ای که در دینامیک دارد، در این جا تکرار می شود. در اصطلاحات مدرن، آن ها عبارتند از:

قانون 1.  یک ذره، در صورت عدم وجود نیروی نامتعادل بر روی آن، یا در حالت سکون باقی می ماند و یا با سرعت یکنواخت (در یک خط مستقیم با سرعت ثابت) حرکت می کند.

قانون 2. شتاب یک ذره متناسب با نیروی حاصل از آن است و در جهت این نیرو قرار دارد.

قانون 3.  نیروهای کنش و واکنش بین اجسام متقابل از نظر اندازه برابر، اما در جهت مخالف و در یک خط مستقیم هستند.

این قوانین توسط تعداد بیشماری اندازه گیری فیزیکی تأیید شده است. دو قانون اول برای اندازه گیری های انجام شده در یک چارچوب مرجع مطلق اعمال می شوند، اما وقتی حرکت نسبت به یک سیستم مرجع دارای شتاب اندازه گیری می شود، مانند یکی که به سطح زمین متصل است، تحت برخی اصلاحات قرار می گیرند.

قانون دوم نیوتن اساس بسیاری از تجزیه و تحلیل ها در دینامیک است. برای ذره ای از جرم m تحت نیروی F نتیجه، قانون می-تواند به صورت بیان شود:

که در آن a شتاب حاصل در یک مرجع بدون شتاب اندازه گیری می شود. قانون اول نیوتن نتیجه قانون دوم است زیرا وقتی نیرو صفر است شتابی وجود ندارد و بنابراین ذره در حالت سکون است یا با سرعت ثابت در حال حرکت است. قانون سوم اصل کنش و واکنش را تشکیل می دهد که باید در کار خود به طور کامل با آن در زمینه استاتیک آشنا باشید.

هر دو سیستم بین المللی واحد متریک (SI) و سیستم مرسوم واحدهای ایالات متحده در جلد 2 دینامیک تعریف و استفاده می-شوند، اگرچه تأکید بیش تری بر سیستم متریک می شود زیرا این سیستم، جایگزین سیستم عادی ایالات متحده می شود.

با این حال، برای سال های آینده، حرفه مهندسی در ایالات متحده اغلب به تبدیل عددی از یک سیستم به سیستم دیگر نیاز است. برای آشنایی با هر سیستم لازم است مستقیماً در آن سیستم فکر کنید. آشنایی با سیستم جدید به سادگی با تبدیل نتایج عددی از سیستم قدیمی حاصل نمی شود.

مطالعه دینامیک مربوط به درک و توصیف حرکات اجسام است. این توصیف که تا حد زیادی ریاضی است، امکان پیش­بینی رفتار دینامیک را فراهم می­کند.

یک فرایند تفکر دوگانه در تنظیم این توصیف ضروری است. لازم است هم از نظر وضعیت فیزیکی و هم از نظر توصیف ریاضی مربوطه اندیشید. در تجزیه و تحلیل همه مسائل، این انتقال مکرر فکر بین فیزیک و ریاضی لازم است.

یکی از بزرگ­ترین مشکلات دانشجویان، ناتوانی در انجام این انتقال آزادانه است. شما باید تشخیص دهید که فرمول بندی ریاضی یک مسئله فیزیکی ، توصیف یا الگویی ایده آل و محدود کننده را نشان می­دهد که تقریبی است اما هرگز کاملاً مطابق با وضعیت واقعی فیزیکی نیست.

 

 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

 

تقریب در مدل­های ریاضی

طبق کتاب دینامیک مریام | 20 میشم ساخت یک مدل ریاضی ایده­آل برای یک مسئله مهندسی معین همیشه مستلزم انجام تقریب است.

برخی از این تقریب­ها ممکن است ریاضی باشند، در حالی که برخی دیگر فیزیکی هستند. به عنوان مثال، غالباً لازم است از فواصل کوچک، زاویه­ ها یا نیروها در مقایسه با فواصل زیاد، زاویه­ها یا نیروها غافل شوید.

اگر تغییر سرعت جسم با زمان تقریباً یکنواخت باشد، فرض شتاب ثابت ممکن است قابل توجیه باشد. فاصله حرکتی که به راحتی نمی­توان به طور کامل توصیف کرد، اغلب به مراحل کوچک تقسیم می-شود که هر یک از آن­ها قابل تقریب است.

به عنوان مثال دیگر، در صورت کم بودن نیروهای اصطکاک در مقایسه با سایر نیروهای اعمال شده، ممکن است اثر اصطکاک غلتکی بر روی حرکت ماشین نادیده گرفته شود.

اما اگر هدف از تحقیق تعیین کاهش کارایی دستگاه به دلیل فرآیند اصطکاک باشد، نمی­توان از همین نیروهای اصطکاک چشم پوشی کرد. بنابراین، نوع فرضیاتی که می­گیرید به اطلاعات مورد نظر و دقت مورد نیاز بستگی دارد.

شما باید دائماً نسبت به پیش فرض­های مختلفی که در فرمول­بندی مسائل واقعی فراخوانده شده­اند هوشیار باشید. توانایی درک و استفاده از مفروضات مناسب در هنگام تدوین و حل مسائل مهندسی قطعاً یکی از مهم­ترین ویژگی­های یک مهندس موفق است.

همراه با توسعه اصول و ابزارهای تحلیلی مورد نیاز برای دینامیک مدرن، یکی از اهداف اصلی این کتاب فراهم آوردن فرصت­های بسیاری برای توسعه توانایی تدوین مدل­های ریاضی خوب است.

تأکید شدید بر طیف وسیعی از مشکلات عملی است که نه تنها شما را مجبور به استفاده از نظریه می­کنند بلکه شما را مجبور به انجام فرض­های مربوطه می­کنند.

 

 

کتاب دینامیک مریام | 20 میشم

 

کاربرد اصول اساسی

موضوع دینامیک مبتنی بر چند مفهوم و اصول بنیادی شگفت آور است که با این وجود می­توانند در دامنه وسیعی از شرایط گسترش یافته و به کار گرفته شوند. مطالعه دینامیک تا حدی با ارزش است که تجربه در استدلال از مبانی را فراهم می­کند.

این تجربه را نمی­توان صرفاً با خاطر سپردن معادلات حرکتی و دینامیکی که حرکات مختلف را توصیف می­کنند، به دست آورد. این باید از طریق قرار گرفتن در معرض طیف گسترده­ای از شرایط مشکل به دست آید که نیاز به انتخاب، استفاده و گسترش اصول اساسی برای تأمین شرایط داده شده است.

در توصیف روابط بین نیروها و حرکاتی که آن­ها ایجاد می­کنند، تعریف واضح سیستمی که یک اصل برای آن اعمال می­شود ضروری است.

در بعضی مواقع، یک ذره یا یک جسم صلب، سیستمی است که باید جدا شود، در حالی که در زمان­های دیگر، روی هم رفته دو یا چند جسم، سیستم را تشکیل می­دهند.

تعریف سیستم مورد تجزیه و تحلیل با ساخت نمودار جسم آزاد آن روشن می­شود. این نمودار شامل یک طرح کلی از مرز خارجی سیستم است.

تمام اجسامی که با سیستم در ارتباط هستند و به آن نیرو وارد می­کنند اما بخشی از آن نیستند، برداشته می­شوند و با بردارهایی که نمایانگر نیروهایی هستند که بر سیستم ایزوله شده اعمال می­کنند جایگزین می­شوند.

به این ترتیب، ما بین کنش و واکنش هر نیرو تمایز واضحی قائل می­شویم و کلیه نیروهای داخل و خارج از سیستم حساب می­شوند. ما فرض می­کنیم که شما با روش ترسیم نمودارهای جسم آزاد از کارهای قبلی خود در زمینه استاتیک آشنا هستید.

 

 

 

IRT 5,000 – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد