The Physics of NASCAR

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出版者:Dutton Adult
作者:Diandra Leslie-Pelecky
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2008-02-14
价格:USD 25.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780525950530
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 赛车
  • 纳斯卡
  • 空气动力学
  • 工程学
  • 运动学
  • 车辆动力学
  • 速度
  • 科学
  • 体育
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具体描述

Every NASCAR fan – at one time or another – asks the same question: Why isn’t my favorite driver winning? This is your chance to discover how much more there is to NASCAR than “Go fast, turn left and don’t crash.” If you’ve ever wondered why racecars don’t have mufflers, how “bump drafting” works, or what in the world “Let’s go up a pound on the right rear and add half a round of wedge” means, The Physics of NASCAR is for you.

In this fast-paced investigation into the adrenaline-pumping world of NASCAR, a physicist with a passion uncovers what happens when the rubber hits the road and 800- horsepower vehicles compete at 190 miles per hour only inches from one another.

Diandra Leslie-Pelecky reveals how and why drivers trust the engineering and science their teams literally build around them not only to get them across the finish line in first place, but also to keep them alive. Professor Leslie-Pelecky is a physicist in love with the sport’s beauty and power and is uniquely qualified to explain exactly how physics translates into winning races.

Based on the author’s extensive access to race shops, pit crews, crew chiefs and mechanics, this book traces the life cycle of a race car from behind the scenes at top race shops to the track. The Physics of NASCAR takes readers right into the ultra competitive world of NASCAR, from the champion driver’s hot seat behind the detachable steering wheel to the New Zealander nicknamed Kiwi in charge of shocks for the No. 19 car.

Diandra Leslie-Pelecky tells her story in terms anyone who drives a car--and maybe occasionally looks under the hood--can understand. How do drivers walk away from serious crashes? How can two cars travel faster together than either car can on its own? How do you dress for a 1800°F gasoline fire? In simple yet detailed, high-octane prose, this is the ultimate thrill ride for armchair speed demons, auto science buffs, and NASCAR fans at every level of interest.

Readers, start your engines.

好的,这是一本关于气象学与气候变迁的专著的详细简介,完全不涉及您提到的赛车物理学主题。 --- 《大气深处的秘密:当代气候动力学与极端天气事件的机制解析》 导言:重塑我们理解地球系统的视角 自工业革命以来,地球的气候系统正以前所未有的速度经历着深刻的变革。这不仅是一个单纯的温度上升问题,更是一场复杂的、多尺度、非线性动力学过程的全面重塑。本书《大气深处的秘密:当代气候动力学与极端天气事件的机制解析》,旨在超越传统的天气预报范畴,深入探究驱动地球气候系统,尤其是近几十年来显著增强的极端天气事件背后的物理机制、能量传输路径以及反馈回路。 本书面向对地球科学、流体力学、热力学有一定基础的科研人员、高级学生以及政策制定者,力求以严谨的数学框架和详实的观测数据为支撑,构建一个关于当代气候动态的全面、连贯且富有洞察力的叙事。我们不满足于描述“是什么”,更聚焦于揭示“为什么”和“如何发生”。 第一部分:基础框架的再审视——大气环流的现代视角 在深入探讨气候变化的影响之前,本部分首先回顾并更新了驱动全球大气环流的核心动力学原理。我们不再将地球大气视为一个简单的准静态流体,而是着重分析其在非平衡态下的复杂行为。 第一章:地球流体力学的新边界 本章首先从无粘性流体与粘性流体的过渡出发,重点解析科里奥利力和地转平衡在不同纬度尺度上的动态修正。随后,我们引入了涡度守恒原理在真实大气中的局限性,并详细阐述了摩擦力与地形效应如何通过动量通量向背景流场注入能量。特别关注了在局地尺度上,边界层湍流如何影响地表能量收支,并作为关键的能量传输器械,连接了地表与自由对流层。 第二章:热力学驱动力与能量平衡的失衡 气候系统的核心驱动力在于不均匀的太阳辐射吸收与红外辐射释放之间的热力学不平衡。本章深入探讨了辐射传输方程在考虑水汽、云层和气溶胶时的复杂解法。我们详细分析了温室气体效应的非线性放大机制,并引入了辐射强迫(Radiative Forcing)的概念,精确量化了人类活动对能量收支的扰动。本章的重点在于,如何利用熵产生原理来理解气候系统在加速耗散能量过程中的内在趋势。 第三章:中尺度环流与行星波的耦合 行星尺度的环流(如哈德利环流、沃克环流)与中尺度的天气系统(如Rossby波、Madden-Julian振荡,MJO)并非孤立存在。本章的核心论点在于波浪能量的垂直与水平传播。我们利用准地势近似和艾克曼输运理论,解释了中纬度气旋和反气旋的生成、发展及衰减如何依赖于背景环境场的垂直切变。特别关注了纬向平均流(Zonal Mean Flow)与扰动波(Perturbations)之间的能量交换机制,这是理解阻塞高压形成的关键。 第二部分:水循环的加速与极端降水事件 水循环是气候系统中最活跃的组成部分。当代气候变暖最显著的体现之一是极端降水事件频率和强度的增加。本部分致力于剖析这一现象背后的流体力学和热力学机制。 第四章:克劳修斯-克拉佩龙关系的局限与湿度反馈 本书首先澄清了克劳修斯-克拉佩龙方程在描述气温升高对水汽承载力影响时的理论极限。随后,我们转向水汽反馈机制的实际观测与模型模拟。我们详细分析了大气可降水量(PWV)的地域差异和季节变化,并探讨了在变暖背景下,对流层水汽的垂直分布变化如何影响积云的触发条件和云顶高度。 第五章:强对流系统的动力学增强 极端降水事件往往与强对流系统(如超级单体风暴、中尺度对流复合体,MCC)相关联。本章深入探讨了有效气柱不稳定能量(CAPE)、垂直风切变(Shear)与抬升凝结高度(LCL)之间的复杂协同关系。我们利用二维涡旋动力学模型来模拟低层暖湿气流如何被快速抬升至对流层中层,从而驱动极端降水和伴随的强风。本章还特别关注了低层水汽辐合带的形成与维持机制。 第六章:洪水与干旱的区域性气候印记 极端降水并非均匀分布。本章分析了大气河流(Atmospheric Rivers, ARs)的结构、传输效率及其对西海岸极端降水的贡献。在干旱方面,我们探讨了土壤湿度反馈如何通过影响地表感热通量进而抑制局地对流发展,形成自我强化的干旱闭环。此外,我们还引入了海气相互作用,解释了太平洋十年际振荡(PDO)等长期模态如何通过影响水汽输送路径,在不同大陆边缘引发洪涝与干旱的交替。 第三部分:热浪、热带气旋与气候变率的长期驱动力 随着全球变暖,热浪的持续时间和强度显著增加,而热带气旋的结构和生命周期也呈现出新的特征。 第七章:阻塞高压与热浪的“停滞”机制 当代热浪的特点是其持续时间长。本章深入解析了平流层极地涡旋(PV)的季节性变化如何影响对流层顶的气流结构。我们重点讨论了高频率Rossby波的“锁定”现象以及地表加热如何通过非绝热冷却效应增强静力稳定度,从而减缓地表气团的水平移动速度,导致热量在特定区域的长时间积累。 第八章:热带气旋的结构变化与强度阈值 热带气旋(飓风/台风)的生成需要特定的环境条件。本章利用等熵面分析来研究高层风切变对气旋眼墙的对称性的影响。我们着重探讨了海洋热力结构(特别是海洋表层温度和温跃层深度)如何影响气旋的快速增强(Rapid Intensification, RI)。不同于传统的强度预测,本章强调了垂直风切变对潜热释放效率的间接调制作用。 第九章:遥相关与全球气候模态的现代解释 气候事件的发生往往受到遥远区域驱动力的影响。本章对ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)、NAO(北大西洋涛动)、IOD(印度洋偶极子)等关键模态的物理机制进行了更新。我们利用回归分析和经验正交函数(EOF)分解,展示了这些模态如何通过影响中纬度和热带的平均气候背景场,从而“设置”了特定季节发生极端事件的概率。本书尤其关注了近年来关于北大西洋涛动与欧亚大陆季风之间复杂相互作用的新发现。 结论:面向未来的气候模拟与预测挑战 本书最后总结了当代气候动力学研究面临的挑战,包括如何更精确地参数化云微物理过程、如何减小次网格尺度的不确定性,以及如何将气候模型的预测能力从平均态预测延伸到极端事件的概率分布预测。通过对这些深入物理机制的剖析,我们期望为下一代地球系统模型的发展提供坚实的理论基础。 --- (总字数:约1550字)

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