01 / 導讀
導讀
引用
Hibbeler, R. C. (2022). Engineering Mechanics: Statics (15th ed.). Pearson.
章節概要
第十五版共十一章，其後是附錄「數學複習與常用公式」，以及「基礎題部分解答與答案」和「複習題解答」兩部分。Pearson 的介紹稱，本書圍繞高度直觀、條理清晰的應用展開；它示範如何畫出正確的受力圖（自由體圖）、系統地建立並求解平衡問題，併為學習動力學和材料力學做好準備；本版約30%的習題是新的，涉及工程各領域的實際應用。Pearson 列出的主題有：力向量；質點和剛體的平衡；力系的合成；桁架、框架和機器的結構分析；內力；摩擦；重心與形心；慣性矩；以及虛功。
第1章：基本原理
本學科的基本原理，是後面各力學與平衡章節的起點。
第2章：力向量
力向量，即後面各章都要使用的力的表示方法。
第3章：質點的平衡
單個質點的平衡，是最簡單的情形，也是畫出 Pearson 介紹中處於本書核心位置的受力圖的自然場合。
第4章：力系的合成
如何把一組力（和力矩）簡化為合力。
第5章：剛體的平衡
把平衡從質點推廣到有廣延的物體。
第6章：結構分析
桁架、框架和機器，即出版社介紹中點明的剛體平衡的結構應用。
第7章：內力
構件內部的力，區別於作用在物體上的外力。
第8章：摩擦
平衡問題中的摩擦。
第9章：重心與形心
確定重力作用點，或面積的幾何中心。
第10章：慣性矩
面積慣性矩及相關的幾何性質。
第11章：虛功
虛功原理，作為求解平衡問題的又一種方法。
附錄與習題部分
附錄A「數學複習與常用公式」之後是「基礎題部分解答與答案」和「複習題解答」兩部分。
核心概念
第1–3章：質點與向量
- 力向量：後面各章都使用的力的數學表示。
- 受力圖（自由體圖）：把一個物體及其受力隔離出來的示意圖；Pearson 稱本書示範如何畫出正確的受力圖。
- 質點平衡：最初的平衡問題。
第4–6章：剛體與結構
- 力系的合成：用等效的合力代替一個力系。
- 剛體平衡：有廣延物體的平衡條件。
- 桁架、框架和機器：第6章分析的結構。
第7–11章：內力與幾何性質
- 內力：構件內部的力。
- 摩擦：它在平衡問題中的作用。
- 形心與重心；慣性矩：後續課程要用到的幾何性質。
- 虛功：最後一章的主題。
評析
優點
- 傳統而易讀的順序。 十一章從原理和向量出發，經過質點和剛體平衡，到結構，再到為後續課程服務的主題（形心、慣性矩、虛功），因此可以按印刷順序使用本書。
- 為解題練習提供支援。 目錄中列有基礎題的部分解答與答案以及複習題解答，Pearson 稱本版約30%的習題是新的。
- 數字化配套。 Pearson 提供電子教材和 Mastering Engineering，並另行出售與本書配套的影片的訪問許可權。
- 著眼於後續課程。 Pearson 稱本書為動力學和材料力學打下基礎；形心和慣性矩（第9章和第10章）正是材料力學所依賴的量。
侷限
- 只講靜力學。 本書止於平衡；運動屬於另一冊動力學。
- 版本眾多。 Pearson 把第十五版列在多個 ISBN 之下（紙質、電子教材、Mastering），另有單獨的國際單位制版，因此請確認課程使用的是哪一個版本。
- 幾何類主題靠後。 形心和慣性矩在第9章和第10章，需要更早使用它們的課程必須跳讀。
在課程中的定位
Hibbeler 的 Engineering Mechanics: Statics 是靜力學與動力學書單中的靜力學教材。Meriam 和 Kraige 的 Engineering Mechanics: Dynamics 是動力學教材，應在其後閱讀。Bird 和 Ross 的 Mechanical Engineering Principles 從簡單數學出發，循序漸進地講授靜力學、動力學和基礎材料力學，對數學基礎不太有把握的學生來說是更平緩的路徑。Moebs、Ling 和 Sanny 的 University Physics Volume 1 涵蓋基於微積分的力學，包括靜平衡，是獲取物理背景的好來源。
Williams 的 Fundamentals of Applied Dynamics 和 Rao 的 Mechanical Vibrations 是動力學與振動方面的後續讀物；二者都不能代替一門靜力學課程。
如何使用本書
本書是面向工程專業學生的第一門靜力學課程教材，為動力學和材料力學做準備。向量代數、三角學和基礎微積分是自然的準備；附錄A提供數學複習。
實用安排：
- 核心： 第1–5章按順序作為一個整體來讀：向量、質點平衡、合力和剛體平衡是其餘一切的基礎。
- 應用： 接著讀第6章（結構）和第8章（摩擦），再讀第7章內力。
- 幾何性質： 將要學習材料力學的讀者，可以提前讀第9章和第10章。
- 選讀： 第11章虛功最容易縮減或推後。
- 練習： 把書後附有部分解答與答案的基礎題當作快速檢查，再去做書中的其他習題，並且每道題都先畫受力圖。