بخشی از متن کتاب:
این سری از کتاب های درسی در سال 1951 توسط مرحوم دکتر جیمز ال مریم آغاز شد. در آن زمان ، این کتابها نشان دهنده تحول انقلابی در آموزش مکانیک در مقطع کارشناسی بود. این کتابها در دهه های بعد به عنوان کتابهای درسی مشخص و همچنین الگوهایی برای سایر متون مکانیک مهندسی که بعداً ظاهر شده بودند ، تبدیل شدند. این مجموعه کتابهای درسی که قبل از چاپهای اول 1978 با عناوین کمی متفاوت منتشر شده بود ، همیشه با سازماندهی منطقی ، ارائه شفاف و دقیق نظریه ، مشکلات نمونه آموزنده و مجموعه ای غنی از مشکلات زندگی واقعی ، همه با استاندارد بالا مشخص شده است. از تصویرسازی علاوه بر نسخه های ایالات متحده ، کتابها در نسخه های SI ظاهر شده و به بسیاری از زبانهای خارجی ترجمه شده اند. این کتاب های درسی به طور جمعی نشان دهنده یک استاندارد بین المللی برای متون کارشناسی مکانیک است.
نوآوریها و مشارکتهای دکتر مریم (2000-1917) در زمینه مکانیک مهندسی را نمی توان مبالغه کرد. او یکی از مربیان برجسته مهندسی در نیمه دوم قرن بیستم بود. دکتر مریم مدرک B.E ، M.Eng و Ph.D دارد. مدرک دانشگاه ییل او دارای تجربه اولیه صنعتی با هواپیماهای پرت و ویتنی و شرکت جنرال الکتریک بود. در طول جنگ جهانی دوم وی در گارد ساحلی ایالات متحده خدمت کرد. او عضو هیئت علمی دانشگاه کالیفرنیا - برکلی ، رئیس مهندسی دانشگاه دوک ، عضو هیئت علمی دانشگاه ایالتی پلی تکنیک کالیفرنیا و استاد مدعو در دانشگاه کالیفرنیا - سانتا باربارا بود که سرانجام در سال 1990 بازنشسته شد. پروفسور مریم همیشه بر تدریس تأکید زیادی داشت و این ویژگی توسط دانش آموزانش در هر کجا که او تدریس می کرد ، شناخته شد. او برنده چندین جایزه تدریس از جمله جایزه بنیامین گارور لام بود که بالاترین جایزه سالانه ملی انجمن آموزش مهندسی آمریکا (ASEE) است.
دکتر L. Glenn Kraige ، نویسنده سری مهندسی مکانیک از اوایل دهه 1980 ، همچنین سهم قابل توجهی در آموزش مکانیک داشته است. دکتر کریگ مدرک کارشناسی ، کارشناسی ارشد و دکتری خود را دریافت کرد. دارای مدرک در دانشگاه ویرجینیا ، عمدتا در مهندسی هوافضا ، و او استاد برجسته علوم مهندسی و مکانیک در موسسه پلی تکنیک ویرجینیا و دانشگاه ایالتی است. در اواسط دهه 1970 ، من خوشحال بودم که ریاست کمیته فارغ التحصیلی پروفسور کریگ را بر عهده داشتم و به این امر افتخار می کردم که او اولین دکترای پنجاه و چهار دکتری من بود. فارغ التحصیلان پروفسور کریگ توسط پروفسور مریم دعوت شد تا با وی همکاری کند و بدین ترتیب اطمینان حاصل شود که میراث مریم در زمینه تألیف کتاب های درسی به نسل های آینده مهندسان منتقل می شود.
پروفسور کریگ علاوه بر تحقیقات و انتشارات گسترده ای که در زمینه پویایی فضاپیماها دارد ، توجه خود را به تدریس مکانیک در دو سطح مقدماتی و پیشرفته اختصاص داده است. تدریس برجسته وی به طور گسترده شناخته شده است و به او جوایز تدریس در سطوح دپارتمان ، کالج ، دانشگاه ، ایالتی ، منطقه ای و ملی داده است. این جوایز شامل جایزه مربی برجسته شورای دولتی آموزش عالی برای مشترک المنافع ویرجینیا است. در سال 1996 ، بخش مکانیک ASEE جایزه مربی برجسته آرچی هیگدون را به وی اهدا کرد. بنیاد کارنگی برای پیشرفت تدریس و شورای پیشرفت و حمایت از آموزش ، وی را به عنوان پروفسور سال ویرجینیا در سال 1997 به وی اعطا کرد. پروفسور کریگ در تدریس خود بر توسعه قابلیت های تحلیلی همراه با تقویت بینش فیزیکی و قضاوت مهندسی از اوایل دهه 1980 ، او بر روی نرم افزارهای رایانه شخصی کار کرده است که برای تقویت فرایند آموزش یا یادگیری در استاتیک ، پویایی ، قدرت مواد و سطوح بالاتری از پویایی و ارتعاش طراحی شده است.
دکتر به عنوان نویسنده همکار این نسخه ادامه می دهد.
Jeffery N. بولتون ، دانشیار فناوری مهندسی مکانیک و مدیر یادگیری دیجیتال در کالج ایالتی بلودرند. دکتر بولتون مدرک کارشناسی ، کارشناسی ارشد و دکتری خود را دریافت کرد. در مهندسی مکانیک از موسسه پلی تکنیک ویرجینیا و دانشگاه ایالتی. علایق پژوهشی وی شامل توازن خودکار روتورهای شش درجه آزادی با کشش است. او دارای تجربیات زیادی در زمینه تدریس است ، از جمله در ویرجینیا تک ، جایی که در سال 2010 برنده جایزه آموزش Sporn برای موضوعات مهندسی شد ، که در درجه اول توسط دانش آموزان انتخاب می شود. در سال 2014 ، پروفسور بولتون جایزه برجسته دانشکده را از کالج ایالتی بلودرند دریافت کرد. پروفسور بولتون توسط بنیاد شایستگی دانشکده به عنوان استاد سال 2016 در ویرجینیای غربی انتخاب شد. او این توانایی غیرمعمول را دارد که سطح بالایی از سختگیری و پیشرفت را در کلاس درس ایجاد کند در حالی که میزان بالایی از روابط با دانش آموزان خود برقرار می کند. دکتر بولتون علاوه بر حفظ سنت های آزمایش شده برای نسل های آینده دانش آموزان ، کاربرد موثر فناوری را در این سری کتاب های درسی به ارمغان می آورد.
ویرایش نهم مکانیک مهندسی همان استانداردهای بالایی را که در نسخه های قبلی تعیین شده است ادامه می دهد و ویژگی های جدید کمک و علاقه را به دانش آموزان اضافه می کند. که شامل مجموعه وسیعی از مشکلات جالب و آموزنده است. اساتید و دانشجویانی که از مجموعه مکانیک مهندسی مریم/ کرایگ/ بولتون برای تدریس یا تحصیل برخوردارند ، از چندین دهه سرمایه گذاری توسط سه مربی بسیار موفق برخوردار خواهند شد. طبق الگوی نسخه های قبلی ، این کتاب درسی بر کاربرد تئوری در موقعیت های واقعی مهندسی تأکید می کند و در این کار مهم بهترین است
مهندسی مکانیک هم پایه و هم چارچوبی برای اکثر شاخه های مهندسی است. بسیاری از موضوعات در زمینه هایی مانند مهندسی عمران ، مکانیک ، هوافضا و کشاورزی و البته خود مهندسی مکانیک بر اساس موضوعات استاتیک و دینامیک است. حتی در رشته ای مانند مهندسی برق ، پزشکان در نظر گرفتن اجزای الکتریکی یک دستگاه روباتیک یا یک فرایند تولید ، ممکن است خود را برای اولین بار مجبور به برخورد با مکانیک های مربوطه شوند.
بنابراین ، دنباله مکانیک مهندسی برای برنامه درسی مهندسی بسیار مهم است. این دنباله نه تنها به خودی خود مورد نیاز است ، بلکه دوره های مکانیک مهندسی نیز به تقویت دانش آموز از سایر موضوعات مهم از جمله ریاضیات کاربردی ، فیزیک و گرافیک کمک می کند. علاوه بر این ، این دوره ها به عنوان تنظیمات عالی عمل می کنند که در آنها توانایی های حل مسئله تقویت می شود.
فلسفه
هدف اولیه از مطالعه مکانیک مهندسی ، توسعه ظرفیت پیش بینی اثرات نیرو و حرکت در حین انجام کارهای طراحی خلاق مهندسی است. این ظرفیت بیش از یک دانش صرف از اصول فیزیکی و ریاضی مکانیک نیاز دارد. همچنین توانایی تجسم پیکربندی های فیزیکی از نظر مواد واقعی ، محدودیت های واقعی و محدودیت های عملی که بر رفتار ماشین ها و سازه ها حاکم است ، مورد نیاز است. یکی از اهداف اولیه در درس مکانیک ، کمک به دانش آموز برای توسعه این توانایی تجسم است که برای تدوین مسئله بسیار حیاتی است. در واقع ، ساختن یک مدل ریاضی معنی دار اغلب یک تجربه مهمتر از راه حل آن است. حداکثر پیشرفت زمانی حاصل می شود که اصول و محدودیت های آنها در زمینه کاربرد مهندسی با هم آموخته شوند.
علاوه بر این ، به عنوان مربیان مکانیک ، باید بر این درک تأکید کنیم که در بهترین حالت ، نظریه فقط می تواند جهان واقعی مکانیک را تقریب بزند تا این دیدگاه که جهان واقعی به نظریه نزدیک است. این تفاوت در فلسفه در واقع اساسی است و مهندسی مکانیک را از علم مکانیک متمایز می کند.
طی چند دهه گذشته ، چندین گرایش ناخوشایند در آموزش مهندسی رخ داده است. اول ، به نظر می رسد تأکید بر معانی هندسی و فیزیکی ریاضیات پیش نیاز کاهش یافته است. دوم ، کاهش قابل توجه و حتی حذف آموزش در زمینه گرافیک وجود دارد ، که در گذشته تجسم و نمایش مشکلات مکانیک را افزایش می داد. ثالثاً ، در پیشبرد سطح ریاضی درمان مکانیک ما ، تمایلی وجود دارد که اجازه می دهیم دستکاری تصویری عملیات بردار را به منظور پوشاندن یا جایگزینی تجسم هندسی انجام دهیم. مکانیک ذاتاً موضوعی است که به درک هندسی و فیزیکی بستگی دارد و ما باید تلاش خود را برای توسعه این توانایی افزایش دهیم.
توجه ویژه ای به استفاده از رایانه است. تجربه تدوین مشکلات ، در جایی که عقل و قضاوت توسعه می یابد ، برای دانش آموز بسیار مهمتر از تمرین دستکاری در انجام راه حل است. به همین دلیل ، استفاده از رایانه باید با دقت کنترل شود. در حال حاضر ، ساخت نمودارهای بدن آزاد و فرمول بندی معادلات حاکم بهتر است با مداد و کاغذ انجام شود. از سوی دیگر ، مواردی وجود دارد که در آنها بهترین راه حل معادلات حاکم را می توان با استفاده از رایانه انجام داد و نمایش داد. مشکلات رایانه ای باید به این معنا واقعی باشند که شرایط طراحی یا بحرانی وجود داشته باشد ، نه مشکلات "ساخت و ساز" که در آن برخی از پارامترها بدون هیچ دلیل مشخصی متفاوت از استفاده مجبور از رایانه تغییر می کنند. این افکار در هنگام طراحی مشکلات رایانه ای در ویرایش نهم به خاطر سپرده شده اند. برای صرفه جویی در زمان کافی برای تدوین مسئله ، پیشنهاد می شود که دانش آموزان فقط تعداد محدودی از مشکلات رایانه ای را به خود اختصاص دهند.
همانند نسخه های قبلی ، این نهم ویرایش مکانیک مهندسی با در نظر گرفتن فلسفه فوق نوشته شده است. این در درجه اول برای اولین دوره مهندسی مکانیک است که عموماً در سال دوم تحصیل تدریس می شود. مهندسی مکانیک به سبک مختصر و دوستانه نوشته شده است. تأکید عمده بر اصول و روشهای اساسی است تا بر بسیاری از موارد خاص. تلاش زیادی برای نشان دادن همبستگی ایده های بنیادی نسبتاً اندک و تنوع زیادی از مشکلاتی که این چند ایده حل خواهد کرد ، نشان داده شده است.
سازمان
در فصل 1 ، مفاهیم اساسی لازم برای مطالعه مکانیک تأسیس شده است.
در فصل 2 ، ویژگی های نیروها ، لحظات ، زوج ها و نتایج به دست آمده به گونه ای توسعه داده می شود که دانش آموز بتواند مستقیماً به تعادل سیستم های نیروی غیر همزمان در فصل 3 بپردازد بدون آنکه بی جهت مشکل نسبتاً بی اهمیت تعادل نیروهای همزمان را تحت تأثیر قرار دهد. ذره
در هر دو فصل 2 و 3 ، تجزیه و تحلیل مشکلات دو بعدی در بخش A ارائه شده است قبل از اینکه مشکلات سه بعدی در بخش B مورد بررسی قرار گیرد. با این ترتیب ، مربی ممکن است قبل از شروع فصل 3 در مورد تعادل ، تمام فصل 2 را پوشش دهد. مربی ممکن است دو فصل را به ترتیب A2 ، 3A ، 2B ، 3B پوشش دهد. نظم اخیر سیستم های نیرو و تعادل را در دو بعد مورد بررسی قرار می دهد و سپس این موضوعات را در سه بعد مورد بررسی قرار می دهد.
کاربرد اصول تعادل در خرپاهای ساده و قابها و ماشینها در فصل 4 با توجه اصلی به سیستمهای دو بعدی ارائه شده است. تعداد کافی از مثالهای سه بعدی وجود دارد ، با این حال ، به دانش آموزان امکان می دهد ابزارهای بردار کلی تری را برای تجزیه و تحلیل تمرین کنند.
