Wheels! Science Projects With Bicycles, Skateboards, and Skates (Score! Sports Science Projects) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Enslow Publishers

作者:Madeline Goodstein

出品人:

页数:104

译者:

出版时间:2009-09

价格:USD 31.93

装帧:Library Binding

isbn号码:9780766031074

丛书系列:

图书标签:

自行车
滑板
滑冰
科学项目
体育科学
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实验
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青少年科普
物理学

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具体描述

好的，这是一份针对您所提供书名的图书内容进行详细描述的简介，但刻意不包含该书实际涉及的自行车、滑板和溜冰鞋的科学项目内容。 --- 《动力之源：机械与运动基础探索指南》导言：揭秘日常现象背后的物理原理本书旨在带领读者，特别是对物理学和工程学初有涉猎的中学生及爱好者，深入探索那些我们习以为常却又蕴含着深刻科学原理的日常现象。我们不关注轮式运动器材，而是将焦点投向一个更广阔、更基础的物理世界：力、能量的转化与储存、以及材料科学的经典应用。通过一系列精心设计的、无需复杂设备的思维实验和动手模拟，读者将能够构建起坚实的科学认知框架。第一章：静力学的基石——平衡与结构的艺术本章聚焦于物体静止时的受力分析。我们将详细解析力的矢量分解、力矩的概念及其在保持结构稳定中的关键作用。重心与稳定范围：通过分析悬挂的摆锤和简单的几何体（如拱门和金字塔模型），理解重心位置如何决定一个物体抵抗倾覆的能力。我们将探讨为何有些看似不稳固的结构，例如塔吊，能够保持稳定，深入研究其承重基础的设计哲学。拉伸与压缩：我们将对比不同材料（木材、纸板、细绳）在受到拉伸力和压缩力时的表现。通过制作简单的桁架结构模型，读者可以直观地感受到张力和压力的相互作用如何支撑起巨大的载荷。这不是关于轮子，而是关于梁、柱和支撑点的工程智慧。摩擦力的本质（静态篇）：静态摩擦力是阻止物体移动的第一道防线。本章将通过分析静止的重物和倾斜平面上的块体，讲解正压力与最大静摩擦力之间的比例关系，为后续的动力学章节打下基础。第二章：能量的奥秘——转化、守恒与耗散能量是驱动宇宙万物的核心概念。本章将抛开速度和运动的细节，专注于能量的形态变化和传输过程。势能的储存与释放：我们将探讨重力势能和弹性势能的储存方式。例如，分析一个被拉伸到极限的弓弦或一个被压紧的弹簧，其内部储存的能量是如何转化为其他形式的能量的。我们将通过测量不同高度的重物下落对固定物体产生的形变程度，来量化势能的释放。热力学初探：功、热与内能：能量的转化往往伴随着耗散——热的产生。本章将通过研究密封容器内气体受限压缩（忽略快速运动带来的动能效应）的过程，引入功的概念，并初步探讨能量守恒定律在非理想系统中的体现。能量的“质量”：探讨能量质量等效性在宏观尺度下的体现，重点关注能量在系统边界间的流动，例如通过传导和辐射进行的热量交换过程，这与任何形式的移动都没有直接关系。第三章：材料科学与结构的适应性现代工程的进步往往取决于我们对材料特性的掌握。本章将专注于材料在不同环境下的响应，特别是它们如何抵抗外力。弹性模量与塑性形变：通过对不同直径和材质的金属丝或塑料条进行加载和卸载实验，精确测量它们的应力和应变关系。理解何为“屈服点”，以及材料一旦超过该点将如何永久性地改变其形态。断裂韧性与疲劳：探讨材料抵抗裂纹扩展的能力，即韧性。我们将通过分析不同切割角度的薄片在受力下的破坏模式，来理解为何材料在重复的微小载荷下会产生疲劳，最终导致灾难性失效。复合材料的优势：简要介绍层压板和纤维增强材料的基本结构，解释为何将两种或多种材料结合在一起可以获得比单独材料更优越的机械性能，例如更高的强度重量比，这在建筑和航空领域至关重要。第四章：波的特性与传播基础运动不仅限于物体的位移，还包括能量通过介质的传播。本章将转向振动和波动的世界。简谐振动（SHM）的数学模型：详细解析一个没有空气阻力或粘滞阻尼的理想弹簧振子或单摆的运动方程，重点关注周期、频率和振幅的关系，不涉及任何轮轴或滚动摩擦。波的叠加原理：通过水波槽实验（或虚拟模拟），展示波峰与波峰相遇时的建设性干涉和波峰与波谷相遇时的破坏性干涉。理解驻波的形成条件，这对于声学和光学研究至关重要。声波的物理本质：探究声波作为一种机械波，如何在空气、液体和固体中传播，以及传播速度与介质密度的关系。结论：从基础到宏观应用本书最后将引导读者回顾所学的静力学、能量转化、材料科学和波动理论，并鼓励他们将这些核心概念应用于分析更复杂的工程挑战，如桥梁设计、能源储存系统的效率优化，以及基础声学设备的制造，完全避开任何与个人运动载具有关的话题。它是一本关于“为什么东西会保持不动或如何转化能量”的深度指南。 ---