《動力學:從電影到工程力學》目的不是要取代一本完整的教科書,而是以作者多年教學經驗,以輕鬆方式,提供一套學以致用的工具,讓讀者很快抓到動力學的精髓,享受動力學的樂趣。本書最大的特色是介紹一套系統化方法,讀者不需要死背任何公式,只要知道F=ma,就可以推導出物體的運動方程式(equations of motion)。這個系統化步驟稱為「向量分析建模法」(vector analysis and modeling procedure, VAMP),而VAMP正好就是「音樂即興演奏」的意思,就像一位音樂演奏家隨手就能演奏一段動聽的樂章。讀者學會了這套向量分析建模法,相信任何複雜的動力學問題,都可以迎刃而解。當信心建立起來了,自然就能享受動力學的樂趣了。
因此,本書歸納出一種前後連貫的解題流程:已知條件(given)→解題目標(goals)→座標定義(coordinates)→限制條件(constraints)→運動學(kinematics)→運動力學(kinetics),我們稱之為G2C2K2流程。就像有首歌叫做Let’s Go Get Cokes「來杯可樂吧!」,透過此方式會讓你很容易記住這個流程。我們再次重申:真的不需要背任何公式,因為在解題過程的思考邏輯中,就相當於再經歷一次公式推導,你可以輕易寫出最基本的運動方程式、功與能的方程式(work and energy equations)及動量與衝量方程式(impulse and momentum equations),解決大部分的動力學問題。
● 社會參與:為了緊密連結科技知識與社會價值,本書提供了動力補充站,由動力學的啟示,培養工程師多元文化、國際宏觀、人際關係、團隊合作、道德實踐及公民意識等基本素養。例如,第1章「單位革命」回顧偉大科學家為制訂共同單位,所付出的時間與生命代價。第10章的「要有光」,也就是從美國加州大學校徽上的「要有光」(Let there be light),介紹藍光二極體發明人中村修二教授,在獲得2014年諾貝爾物理學獎時,頒獎典禮上代表瑞典皇家科學院評審委員會致詞的惠里爾(Anne L’Huillier)教授曾提到: