內容簡介
那些看起來很複雜的機械設備，其實都是利用一些簡單的、容易理解的力學原理設計出來的。這些簡單的原理，正是《有趣的力學》要向讀者介紹的重點。這些原理可以解釋力的傳導和物體的運動，而力的傳導和物體的運動，正是機械設備運轉過程的體現。另外，在人們利用液體和氣體的時候，力也發揮著非常重要的作用。因此，《有趣的力學》也介紹了一些與液體和氣體有關的簡單的力學原理。此外，《有趣的力學》還簡要地解釋了一些力學原理中比較關鍵的基本概念，比如力、運動和能量。
圖書目錄
力學世界
力學的基礎
研究力學的方法有哪些？
什麼是力學中的力？
力學基本定律
什麼是重力？
如何表示和測量力
力在什麼時候
達到平衡？
什麼是重心？
什麼是運動？
什麼是速度？
自然界和技術界中的速度
功、能量和功率
什麼是功？
如何計算功？
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
什麼是能量？
日常生活中的機械能
什麼是能量守恆定律？
什麼是功率？
摩擦
改變力的要素
繩子和棍子如何傳遞力？
什麼是定滑輪？
人們為什麼要使用動滑輪？
什麼是滑輪組？
使用滑輪組可以節省功嗎？
什麼是槓桿？
什麼是槓桿原理？
如何確定槓桿的
長度？
什麼是軸？
什麼是斜面？
楔子有什麼作用？
為什麼螺釘也是斜面？
液體和氣體中的力學
什麼是物態？
什麼是密度？
不同物質的密度
什麼是壓強？
帕斯卡
液體和氣體的壓力是如何分布的？
什麼是液體壓力和大氣壓力？
關於氣壓的實驗
液壓升降裝置是
如何運行的？
什麼是連通器？
為什麼氣體容易
產生壓力？
什麼是真空？
托里拆利
什麼是靜態浮力？
為什麼輪船可以漂浮在水中？
為什麼熱氣球可以飛起來？
飛機為什麼能飛行？
驅動裝置和能量轉換
名詞索引
文摘
什麼是靜態浮力？
一塊在水中漂浮的木板，只有一部分浸在水中。人們只要簡單地計算一下，就能知道這塊木板究竟有多大一部分浸入了水中。
木板浸入水中越深，水對木板表面的壓力就越大。
木板自身的重力同樣會向水施壓。當木板浸入水中一定的深度時，如果水對木板的壓力和木板的重力一樣大，那么木板就會保持靜止狀態，不再繼續下沉了。
木板浸入水中的時候，會排開一部分水。被排開的水的質量和木板本身的質量是一樣大的。如果人們將這些被排開的水放在木板的位置上，它會和木板產生同樣大小的壓力。也就是說，水對木板產生的向上的浮力，和被排開的水的重力是一樣大的。人們將這個力叫做靜態浮力。
如果整個物體浸入液體當中，被它排開的液體的質量和物體本身的質量相等，那么浮力和物體的重力就是相等的。這時候，液體和物體擁有相同的密度，我們就會說，這個物體懸浮在液體當中。
如果浸入液體中的物體比它排開的液體重，那就意味著物體所受的浮力比它自身的重力小，物體的密度比液體的密度大。這樣，物體就會繼續向下沉。
為什麼輪船可以潛浮在水中？
潛水艇是一個可以同時體現出浮力和重力的有趣的例子。它既能浮在水面上，也可以在水下懸浮。這一切都是藉助壓載艙來實現的，潛水艇可以根據需要，在壓載艙中蓄滿水或空氣。
當壓載艙裝滿空氣的時候，潛水艇就會和普通的船隻一樣，漂浮在水面上。如果要下潛，那么就要給壓載艙蓄水，排空裡面的空氣。空氣會在專門的艙內被壓縮，潛水艇在不改變體積的情況下變重了。當潛水艇排開水的重量和蓄水後的潛水艇的重量一樣時，潛水艇就可以懸浮在水中。如果潛水艇要上浮的話，空氣泵就會重新將氣體壓入壓載艙，排空裡面的水，這樣潛艇就會變輕，然後開始上浮。
現在，我們可以根據自己對浮力的認識解釋很多現象了。比如，鐵的密度為7.8kg/dm3，因此把鐵塊放在密度為1kg/dm。的水裡的時候，它就會沉下去。但是，使用一個小竅門就可以讓鐵浮起來。比如，用鐵製造的輪船就可以漂浮在水中。當船浸入水裡的時候，它排開水從而獲得了浮力。一旦它排開水的重量和自身的重量相等，輪船就可以浮起來。
輪船是一個空心的物體，裡面有很多質量比水輕得多的空氣，這些空氣幾乎不會改變船的總重量。但是空心的船體卻可以排開足夠多的水，使船身漂浮起來。如果在船上增加重物，那么它的重量就會增加，浸入水中的體積也會更大。當水超過船艙壁的時候，船就會進水，船身就會變得更沉。如果進水太多，船就會沉沒。
為什麼熱氣球可以飛起來？
一般來說，物質的密度會隨著溫度的升高而減小。氣體被加熱就會膨脹，這樣，這部分氣體的密度就會減小。周圍氣體的密度比這部分氣體的密度大，這部分氣體就會上升。氣體的這一特點在熱氣球中得到了充分的利用。
熱氣球中的熱空氣的密度，要比熱氣球外部冷空氣的密度小得多。這樣，熱氣球就會在密度大的空氣中上升。氣球中的空氣溫度越高，氣球就能升得越高。
但是，熱氣球並不能到達大氣層的邊緣。和水中的情況不同，空氣的密度隨著高度的上升而不斷減小。比如，在海拔5000米的山上，空氣密度大約只有海平面空氣密度的一半。當熱氣球內部氣體的密度和大氣層的密度相等的時候，熱氣球就不會再繼續上升了。
事實上，熱氣球遠不能到達這樣的高度，因為氣球、吊籃、繩子
和乘客都是很重的。他們使得熱氣球的總密度遠遠大於熱氣球內部被加熱的空氣密度。在熱氣球準備升空的時候，我們會看到，人們是如何通過改變重量來改變熱氣球的總密度的。只有當熱氣球卸載下固定在上面的重物之後，它才能飛起來。
除了熱空氣，人們還可以使用一些比空氣輕的氣體，比如氦氣，來填充密封的氣球。人們經常可以在節日的市場上看到這樣的氣球。氦氣的密度大約是空氣密度的七分之一。因此，人們就必須小心地抓住氦氣球，以免它飛跑。
飛機為什麼能飛行？
飛機並不是充滿著氦氣或者熱空氣的，它不是靠靜態浮力浮在空中的。那么，到底是什麼樣的力量讓飛機飛起來的呢？
我們用拇指和食指水平地拿著一張紙。如果你沿著上面的指頭向垂下來的紙張吹氣的話，紙張就會向上飛起來。
氣吹得越猛，紙張就向上飛得越厲害。這一現象就能簡單地解釋，為什麼飛機可以浮在空中，為什麼鳥兒能夠飛行。
我們已經知道，靜態下的空氣分子均勻地從各個方向撞擊固體的表面。這種撞擊就是空氣作用在物體表面的壓力。
同樣，空氣分子也會從各個方向均勻地撞擊一張紙片，使紙片保持靜止。當吹向某個方向的空氣掠過紙張表面的時候，空氣分子都朝著這個方向運動。這時候，它們對紙張的壓力就減弱了，這是因為它們的運動是掠過紙張，而不是朝向紙張的。
紙張下部的空氣並沒有流動，這些氣體分子還是和之前一樣撞擊著紙張底部。
這時候，紙張下部的壓力就大於氣流經過的紙張上部的壓力了，因而這張紙就被吹起來了。
在飛機飛行的時候，它的機翼附近會產生一定的氣流。
機翼的特殊構造可以改變機翼上下氣流的狀態和速度。
流過機翼上面的氣流要比流過機翼下面的氣流快。
由於流速慢的氣流會比流速快的氣流產生更大的壓力，因此機翼下部受到的壓力要比上部受到的壓力大。
這樣就會產生一個向上的作用力，使飛機浮在空中。機翼上所有上浮的作用力加在一起，就產生了飛機的動態浮力。
……
P43-45
序言
我們的日常生活中有眾多的機器，還有各式各樣的建築物，比如街道、房屋和橋樑。製造機器和建造建築物的先決條件，就是充分地掌握力學知識。掌握了力學知識，人們才能確定，建築物可以承受多大的力和怎樣的運動，機器可以產生多大的力以及如何運動。力學這一學科其實並不像人們想像的那么枯燥，它能夠給我們的日常生活帶來很多幫助。即使是一個外行人，也可以通過學習基本的力學知識，理解刀具和核桃鉗的操作原理，了解潛水艇等大型機器設備的運行原理。
計算機的驅動器也是在力學知識的基礎上研製出來的。現在，複雜的機械設備的部件，大多隱藏在機器的外殼裡，以前並不是這樣的。以前人們常常自己設計機器，因此他們對力學知識更熟悉。
那些看起來很複雜的機械設備，其實都是利用一些簡單的、容易理解的力學原理設計出來的。這些簡單的原理，正是這本書要向讀者介紹的重點。這些原理可以解釋力的傳導和物體的運動，而力的傳導和物體的運動，正是機械設備運轉過程的體現。另外，在人們利用液體和氣體的時候，力也發揮著非常重要的作用。因此，本書也介紹了一些與液體和氣體有關的簡單的力學原理。此外，本書還簡要地解釋了一些力學原理中比較關鍵的基本概念，比如力、運動和能量。
