Доклад механика от древности до наших дней

05.10.2019 fecgueto DEFAULT 2 comments

Коперник совершил переворот в естествознании, отказавшись от принятого в течение многих веков учения о неподвижности Земли и раскрыв истинное строение Солнечной системы. В последнем случае нужно различить в нем движимую и движущую части. Неизмеримо шире стал диапазон исследований и ускорился их темп, возникли многие новые направления, гораздо теснее стали связи механики с техникой, усложнился применяемый математический аппарат. Здесь в большей мере сохранилась античная научная традиция. Он первый рассмотрел связи, зависящие от времени, ввел новое понятие о неудерживающих связях, т. С помощью системы Евдокса можно было более или менее удовлетворительно описать движение внешних планет Юпитера и Сатурна.

Однако рабовладельческое хозяйство содержало в себе элементы, тормозившие дальнейший рост техники. Доклад механика от древности до наших дней в основном поручались такие примитивные работы, которые или вообще не требовали орудий труда, или выполнялись крайне грубыми орудиями, так как раб, низведенный сам до степени орудия труда, не был заинтересован пи в сохранности, ни в совершенствовании этих орудий.

Таким образом, из особенностей рабовладельческой экономики вытекали примитивный характер античной техники и ее медленная эволюция. В виноделии и маслоделии использовался пресс, как рычажный, так и основанный на принципе вдавливаемого клина, а затем винтовой. Для подъема и горизонтального передвижения тяжестей греки и римляне применяли ворот — с горизонтальной осью в первом случае и с вертикальной — во втором.

В строительном деле употреблялись также блоки и системы блоков — полиспасты. Вращательные движения преобразовывали с помощью систем зубчатых колес. Более сложные механические орудия водяное колесо, червячная передача, винт, насос, и т. Однако в античном мире были виды деятельности, не связанные или почти не связанные с применением рабского труда.

Это военное и морское дело, потребностями которых в значительной степени определялось развитие античной техники.

Доклад механика от древности до наших дней 3615

На греческих и римских судах, как гражданских, так и военных, рабы использовались лишь в качестве гребцов. Более ответственные операции — управление рулями, парусами и т. Уровень развития техники в военном деле особенно в эллинистический и римский периоды был значительно выше, чем в сельском хозяйстве.

Пелопонесская война в афинской армии применялись тараны, которые достигали гигантских размеров. Для метания больших стрел пользовались катапультами; прототипом пулемета был полибол для непрерывного метания стрел; баллисты служили для метания камней.

Величину движимого будем называть весом, или сопротивлением движимого тела [3] , и обозначим буквой p. Оптический метод исследования напряжений - метод изучения напряжений в поляризованном свете, основанный на том, что частицы аморфного материала при деформации становятся оптически анизотропными. Гамильтоном — Хотя Бенедетти был учеником Тартальи, в статике он придерживался традиции Архимеда. Это подтверждает предположение, что закон рычага, по всей вероятности, был практически осознан прежде всего при взвешивании грузов на коромысловых весах безменах.

С их помощью ядро в 4 фунта могло быть брошено на расстояние до м. Существовали специальные прицельные приспособления и приборы для изменения траектории. Очень важным видом деятельности, способствующим развитию техники и механических приспособлений, явилось ремесленное производство, которое особенно в Греции и эллинистическом мире было в значительной степени уделом свободных граждан.

Значительным стимулом совершенствования механических устройств было развитие торговли как внутренней, так главным образом и международнойсвязанной с применением золота в качестве менового эквивалента и распространением драгоценных камней. Это способствовало использованию рычага в различных его видах, так как торговые операции требовали более точных способов взвешивания. Появляются весы и безмены самых разнообразных конструкций: с перемещающейся точкой опоры, с неподвижной точкой опоры, но перемещающимся грузом и т.

Практика взвешивания грузов на безменах основывалась на эмпирическом знании закона рычага, и сама она в свою очередь доводила эти законы до степени очевидности. Устройство безмена было основано на твердом убеждении, что двойному грузу, подвешенному к одному плечу рычага с неподвижной точкой опоры и постоянным но величине доклад механика от древности до наших днейсоответствует вдвое большее удаление противовеса от точки опоры.

Принципиально новым для античной механики по сравнению с научными достижениями Древнего Востока было то, что наряду со стихийным применением результатов многовекового практического опыта появляются и механические теории.

I. АНТИЧНАЯ МЕХАНИКА

Характерной чертой античной механики является разобщенность учения о движении — кинематики и учения о равновесии — статики. Развитие этих основные областей механики в течение длительного времени вплоть до XVII. И это в значительной мере предопределено традициями античной науки.

Учение о движении разрабатывалось в рамках общего учения о природе: вопрос о сущности движения был одной из фундаментальных проблем древнегреческой философии. Чисто кинематическое описание движений стало делом астрономов, создававших и достаточно сложные инструменты для своих наблюдений и измерений, и механические модели мироздания: движение небесных тел, согласно общепринятым в античной науке взглядам, не требовало причинных объяснений.

Учение о равновесии развивалось на основе опыта применения различных приспособлений. Таким образом, есть основание выделить три направления и три линии развития в теоретической механике античного мира, которая зародилась в Древней Греции в VI—V вв. Статика была почти непосредственно связана с техническими запросами; ее доклад механика от древности до наших дней проблемами был расчет выигрыша в силе, достижимого с помощью известных механических приспособлений, и вывод условий равновесия при взвешивании и плавании тел.

Доклад механика от древности до наших дней направление находилось, по крайней мере в эллинистическую эпоху, в русле астрономической традиции, к тому времени имевшей многовековую историю. В обеих этих областях был достигнут достаточно высокий уровень математизации этой науки — с использованием геометрии, тригонометрии и методов инфинитезимального характера. Общее учение о движении, чем занимались философы, было в основном качественной теорией.

Оно в соответствии с установками главных философских школ эпохи оставляло в стороне количественную сторону дела и искало объяснения механических явлений, опираясь на повседневный опыт и наблюдения, путем сравнений и сопоставлений.

Наиболее ранние сочинения античных авторов, содержащие механические теории, не сохранились. Однако несомненно, что большинство этих теорий посвящено проблемам статики и что их основой служил принцип рычага. Известно, что Архит Тарентский ок. Ему же некоторые античные авторы приписывают изобретение винта. Изобретение бесконечного винта для подъема и передвижения тяжестей и бесконечного водоподъемного винта связывают с именем Архимеда.

По-видимому, доклад механика от древности до наших дней винта вызвало постановку новых технических и математических проблем. Однако, если следовать хронологии источников, надо начинать не с Архимеда, а с философов Древней Греции. Уже на ранних стадиях развития греческой философии можно обнаружить зачатки двух принципиально различных механических концепций, которые можно назвать кинетической и динамической. Основные положения динамической концепции древних сводились к следующему: материи чуждо самодвижение — сама по себе она может пребывать лишь в покое; движение материи определяется действием на нее активных движущих начал — сил, существующих независимо от нее и действующих извне.

По Эмпедоклу, например, материя приводится в движение двумя противоборствующими мировыми силами: любовью и враждой. Напротив, с точки зрения кинетической концепции в природе нет каких-либо особых начал движения, не связанных с материей: материи свойственно самодвижение. Наиболее последовательными представителями античного кинетизма были атомисты — Левкипп, Демокрит, Эпикур и Лукреций.

Принцип механического самодвижения материи в общей форме выражен в их что такое звездопад о несоздаваемости и неразрушимости материи и движения.

Согласно атомистам, природа ничего не содержит, кроме материи, движущейся в пустом пространстве. Яркое и определенное выражение идея вечности и неуничтожаемости движения нашла у Гераклита Эфесского ок. Гераклит учил, что все существующее в природе возникает из вечно движущегося огня. Огонь Гераклита нужно понимать не в смысле обычного пламени, но как некую огнеподобную первооснову вещей.

Мир как совокупность вещей сотворен не богом или человеком, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим. Учение о вечности движения вызвало реакцию со стороны Парменида и других философов элейской школы, которые считали, что это учение делает невозможным познание, ибо о там, что меняется, нельзя сказать ничего определенного. Элеаты утверждали, что истинное бытие неподвижно и находится вне времени и пространства, а наши представления о пространстве, времени и движении противоречивы и сложны.

Наибольшее же влияние на дальнейшее развитие механики оказало учение Аристотеля. В аристотелевской натурфилософии фундаментальное место занимает учение о движении. Движение он понимает в широком смысле, как изменение вообще, различая изменения качественные, количественные и изменения в пространстве. Кроме того, в понятие движения он включает психологические и социальные изменения — там, где речь идет об усвоении человеком технических знаний или об обработке материалов.

Фуко —создавшему ряд гироскопических приборов. Примерами таких доклад механика от древности до наших дней могут служить гироскопический компас, искусственный горизонт, гироскоп и.

Эти исследования указали на принципиальную возможность, не прибегая к астрономическим наблюдениям, установить суточное вращение Земли и определить широту и долготу места наблюдения. После работ Эйлера и Лагранжа, несмотря на доклад механика от древности до наших дней ряда выдающихся математиков, проблема вращения тяжелого твердого тела вокруг неподвижной точки долго не получала дальнейшего развития. Основы теории движения твердого тела в идеальной жидкости были даны немецким физиком Г. Кирхгофом в г.

С появлением в середине XIX. Такая постановка задачи и решение ее принадлежит выдающемуся русскому ученому - артиллеристу Н. Маевскому — Одной из важнейших проблем механики является задача об устойчивости равновесия и движения страны мира доклад систем.

Реферат на тему планирование аудитаПроцедуры применяемые в деле о банкротстве рефератХудожественный мир н в гоголя реферат
Моющие средства доклад по химииРеферат проблемы пресной воды на землеКурсовая работа административный договор
Рефераты по вещному правуФизика вариант 3 контрольная работаКритерии оценки рецензии на статью
Темы для реферата по английскому языкуКак я выбрала профессию педагога эссеНагноительные заболевания плевры реферат

Согласно этой теореме, достаточным условием равновесия является наличие в положении равновесия минимума потенциальной энергии. Метод малых колебаний, примененный Лагранжем для доказательства теоремы об устойчивости равновесия, оказался плодотворным для исследования устойчивости доклад механика от древности до наших дней движений.

Рауса, опубликованном в г. С иной, чем у Рауса, точки зрения задача об устойчивости движения была рассмотрена в сочинении Н. Критерии этой устойчивости, установленные Жуковским, сформулированы в наглядной геометрической форме, столь характерной для всего научного творчества доклад механика от древности до наших дней механика.

Строгая постановка задачи об устойчивости движения и указание наиболее общих методов ее решения, а также конкретное рассмотрение отдельных важнейших задач теории устойчивости принадлежат А. Им было дано определение устойчивого положения равновесия, которое выглядит следующим образом: если при данном r радиус сферы можно выбрать такое, сколь угодно малое, но не равное нулю значение h начальная энергиячто во все последующее время частица не выйдет за пределы сферы радиуса rто положение равновесия в данной точке называется устойчивым.

Последующее развитие теории малых колебаний в XIX. Теория вынужденных колебаний и учение о резонансе появились в ответ на запросы машинной техники и, в первую очередь, в связи со строительством железнодорожных мостов и созданием быстроходных паровозов.

Другой важной отраслью техники, развитие которой потребовало приложения методов теории колебаний, было регуляторостроение. Основоположником современной динамики процесса регулирования является русский ученый и инженер И. Вышнеградский — В г. Дальнейшее развитие про коррупцию в россии малых колебаний было тесно связано с возникновением отдельных крупных технических проблем.

Наиболее важные работы по теории качки корабля при волнении принадлежат выдающемуся советскому ученому А. Крылову, вся деятельность которого была посвящена применению современных достижений математики и механики к решению важнейших технических задач. Основы этой науки были заложены в трудах А. Ляпунова и французского математика А.

Пуанкаре, а дальнейшее развитие, в результате которого образовалась новая, быстро растущая дисциплина, обязано достижениям советских ученых. К концу XIX. Основополагающая роль в создании новой области теоретической механики — динамики переменной массы — принадлежит русскому ученому И.

Мещерскому — Гидродинамическую теорию трения создал русский ученый Н. Петров — Первое строгое решение задач этой области указал Н. Механика быстрых движений, а также механика микрочастиц явились дальнейшими обобщениями классической механики. Ньютонова механика сохранила за собой обширное поле деятельности в основных вопросах техники. Механика в дореволюционной России, благодаря плодотворной научной деятельности М. Остроградского, Н.

Доклад механика от древности до наших дней 2184

Жуковского, С. Чаплыгина, А. Ляпунова, А. Крылова и других, достигла больших успехов и оказалась в состоянии не только справиться с задачами, выдвинутыми перед ней отечественной техникой, но и способствовать развитию техники во всем мире.

Жуковского были заложены основы аэродинамики и авиационной науки в целом. Доклад механика от древности до наших дней Н. Жуковского и С. Чаплыгина имели основное значение в развитии современной гидроаэромеханики. Чаплыгину принадлежит фундаментальное исследование в области газовой динамики, указавшее на многие десятки лет вперед пути развития аэродинамики больших скоростей. Работы А. Крылова по теории устойчивости качки корабля на волнении, исследования по вопросам плавучести их корпуса, теория девиации компасов поставили его в ряд основоположников современной науки о кораблестроении.

Одним из важных факторов, способствовавших развитию механики в России, явился высокий уровень преподавания ее в высшей школе. В этом отношении многое было сделано М. Остроградским и его последователями. Наибольшее техническое значение вопросы устойчивости движения имеют в задачах теории автоматического регулирования. Выдающаяся роль в развитии теории и техники регулирования машин и производственных процессов принадлежит И.

Вознесенскому — Проблемы динамики твердого тела развивались главным образом в связи с теорией гироскопических явлений. Отчет преддипломной практики результатов достигли советские ученые в области теории упругости.

Ими были проведены исследования по теории изгиба плит и общим решениям задач теории упругости, по плоской задаче теории упругости, по вариационным методам теории упругости, по строительной механике, по теории пластичности, по теории идеальной жидкости, по динамике сжимаемой жидкости и газовой динамике, по теории фильтрации движений, что способствовало быстрому развитию советской гидроаэродинамики, были развиты динамические задачи в теории упругости.

Результаты первостепенной важности, полученные учеными Доклад механика от древности до наших дней Союза по теории нелинейных колебаний, утвердили за СССР ведущую роль в этой области. Постановка, теоретическое рассмотрение и организация экспериментального изучения нелинейных колебаний составляют важную заслугу Л. Мандельштама — и Н. Папалекси — и их школы А. Андронов и.

Основы математического аппарата теории нелинейных колебаний заключены в работах А. Ляпунова и А. Андроновым — в связь с задачей о незатухающих колебаниях, названных им автоколебаниями. Наряду с методами, основанными на качественной теории дифференциальных уравнений, развилось аналитическое направление теории дифференциальных уравнений. К числу основных проблем современной механики систем с конечным числом степеней свободы относятся, в первую очередь, задачи теории колебаний, динамики твердого тела и теории устойчивости движения.

В линейной теории колебаний важное значение имеет создание эффективных методов исследования систем с периодически изменяющимися параметрами, в частности, явления параметрического резонанса.

Для изучения движения нелинейных колебательных систем разрабатываются как аналитические методы, так и методы, основанные на качественной теории дифференциальных уравнений. Проблемы колебаний тесно переплетаются с вопросами радиотехники, автоматического регулирования и управления движениями, а также с задачами измерения, предупреждения и устранения вибраций в транспортных станок с реферат, машинах и строительных сооружениях.

В области динамики твердого тела наибольшее внимание уделяется задачам теории колебаний и теории устойчивости движения. Эти задачи ставятся динамикой полета, динамикой корабля, теорией гироскопических систем отчет по сбербанк кадров приборов, применяемых главным образом в аэронавигации и кораблевождении.

В теории упругости наряду с задачами для тела, подчиняющегося закону Гука, наибольшее внимание привлекают вопросы пластичности и ползучести в деталях машин и сооружений, расчет устойчивости и прочности тонкостенных конструкций. Большое значение приобретает также направление, ставящее себе целью установление основных законов связи напряжений с деформациями и скоростями деформаций для моделей реальных тел реологические модели.

В тесной связи с теорией пластичности развивается механика сыпучей среды. Динамические проблемы теории упругости связывают с сейсмологией, распространением упругих и пластичных волн вдоль стержней и динамическими явлениями, возникающими при ударе.

Наиболее важные задачи гидроаэродинамики связаны с проблемами больших скоростей в авиации, баллистике, турбостроении и двигателестроении. Сюда относятся, прежде всего, теоретическое определение аэродинамических характеристик тел при до- около- и сверхзвуковых доклад механика от древности до наших дней как при установившемся, так и неустановившемся движениях. Проблемы аэродинамики больших скоростей тесно переплетаются с вопросами теплоотдачи, горения и взрывов. Изучение движений сжимаемого газа при больших скоростях предполагает основную проблему газовой динамики, а при малых скоростях связывается с задачами динамической метеорологии.

Основное значение для гидроаэродинамики имеет проблема турбулентности, до сих пор еще не получившая теоретического решения. На практике продолжают пользоваться многочисленными эмпирическими и полуэмпирическими формулами.

Перед гидродинамикой тяжелой жидкости стоят проблемы пространственной теории волн и волнового сопротивления тел, волнобразования в реках и каналах и ряд задач, связанных с гидротехникой. Большое значение для последней, а также для вопросов добычи нефти имеют проблемы фильтрационного движения жидкостей и газов в пористых средах. Механика Галилея — Ньютона прошла длинный путь развития и далеко не сразу завоевала право называться классической.

Практически до конца XVIII столетия механика занимала ведущее положение в науке, и ее методы оказали большое влияние на развитие всего естествознания. В дальнейшем механика Галилей — Ньютона продолжала интенсивно развиваться, но ее ведущее положение постепенно начало утрачиваться. На передний край науки стали выходить электродинамика, теория относительности, квантовая физика, ядерная энергетика, генетика, электроника, вычислительная техника.

Механика уступила место лидера в науке, но не утратила своего значения. По-прежнему все динамические расчеты любых механизмов, работающих на земле, под водой, в воздухе и космосе, основаны в той или иной степени на законах классической механики. На далеко не очевидных следствиях из основных ее законов построены приборы, автономно, без вмешательства человека, определяющие местонахождение подводных лодок, надводных кораблей, самолетов; построены системы, автономно ориентирующие космические аппараты и направляющие их к планетам Солнечной системы, комете Галлея.

Мне кажется, доклад механика от древности до наших дней больше, чем когда-либо раньше, необходимо знакомство самых широких кругов читателей с основами механики в их историческом развитии. Механика всегда была в центре борьбы за прогресс и соответственно в центре широких общественных интересов.

На доклад механика от древности до наших дней классической науки механика стала началом нового взгляда на мир, освобождения науки от схоластики, новой полосы культурной истории человечества. В нашем столетии классическая механика вместе с классической электродинамикой стала ступенью к новой, неклассической науке, которая оказалась движущей силой современной научно-технической революции и привлекает к себе живой интерес миллионов людей.

Сейчас трудно разобраться в новой науке и, следовательно, в движущих силах новой культуры без некоторых представлений о классической механике.

Предлагаемая книга популярно излагает историю эволюции классической механики от античности до наших дней. Вначале рассматривается зарождение механики у древних греков, главным образом в натурфилософии Аристотеля, в статике и гидростатике Архимеда. Затем дается обзор развития механики на средневековом Востоке и в средневековой Европе. Вернули, Эйлера, Даламбера, Лагранжа и др.

На первый план выдвигается различие между движимым и движущим. Даже в самодвижущихся одушевленных телах Аристотель различал движимое и движущее. Они также требуют наличия чего-то движущего; разница лишь в том, что неодушевленные тела имеют источник движения вовне, в то время как самодвижущееся тело имеет такой источник в самом.

Аристотель выделяет движения прямолинейные, или ограниченные, и круговые, или неограниченные. Под силой Аристотель понимает всякую способность, поскольку последняя может быть причиной начала действия или противодействия.

Сила для Аристотеля — причина движения, и она должна непрерывно поддерживать движение [2]. Но тогда возникает вопрос: чем же поддерживается движение в телах, оторвавшихся от того, что их двигало, т. Аристотель отмечает, что когда мы толкаем по плоскости тело, например шар на столе, то одновременно приводим в движение и окружающий его воздух.

В образующуюся за движущимся шаром пустоту доклад механика от древности до наших дней воздух и как бы подталкивает. По этой причине шар не останавливается мгновенно после прекращения действия силы, а некоторое время движется вследствие воздействия окружающей среды.

Воздушная среда в данном случае является активным началом движения, ибо, не будь ее, тело должно было бы мгновенно прийти в состояние покоя. В отличие от элеатов Аристотель считает движение вечным. Но он расходится и с древними атомистами: материя не самодвижима. Предположим теперь, что движение тела Ах обусловлено движением тела А 2движение тела А 2 — движением тела А 3 и т. Чтобы не продолжать без конца этот процесс, полагал Аристотель, мы должны признать существование первого двигателя, который должен быть либо неподвижным, либо самодвижущимся.

В последнем случае нужно различить в нем движимую и движущую части. Первичный неподвижный двигатель, по Аристотелю, порождает простые, однородные, непрерывные и бесконечные движения. Вращательные движения небесных сфер являются примером таких вечных непрерывных и совершенных движений. Существование неподвижных вечных двигателей аргументируется также ссылкой на вечность движения: если бы не существовало первых начал движения, неподвижных и вечных по своей природе, то движение не могло бы быть вечным.

Таким образом, вечным у Аристотеля является только вращательное движение небесных сфер, да и оно не мыслится без первого двигателя. У Аристотеля мы находим и соображения, дающие основание для количественного определения силы. Для того чтобы лучше разобраться в сути дела, введем некоторые современные термины и обозначения.

То, что Аристотель называет движущим, мы будем называть силой и обозначать буквой f. Величину движимого будем называть весом, или сопротивлением движимого тела [3]и обозначим буквой p. Тогда приводимые ниже рассуждения Аристотеля сведутся к следующему: сила пропорциональна произведению скорости тела, к которому она приложена, на его вес, т.

Такова будет пропорция. Для сравнения скоростей тел сопоставляли либо расстояния, пройденные ими за одинаковое время, либо промежутки времени, за которые пройдено было одинаковое на тему последствия курения. Условием возможности движения является превосходство силы P над сопротивлением движению г, связанным с телом.

При этом может случиться, что никакого движения не произойдет. Следовательно, заключает он, отношение скоростей становится бесконечно большим, когда сопротивление оказывается равным нулю, а последнее возможно только в пустоте.

Таким образом, всякое движение возможно лишь в наполненном пространстве, так как в пустоте оно происходило бы мгновенно. Поэтому Аристотель отвергает существование пустоты. Так Аристотель объясняет, почему одни и те же тела например, дерево опускаются в воздухе и всплывают в воде. Если же рассматривать движение тела в пустоте, то это условие отпадает. Следовательно, в пустоте все тела должны иметь равную скорость, но это невозможно. В соответствии с этим ни Аристотель, ни его последователи не рассматривали падения тела в пустоте, так как для них пустота является физическим абсурдом.

Когда Аристотель говорит о различной скорости падения, он всегда имеет в виду падение в различных средах. Поэтому он отвергает учение атомистов о существовании абсолютно пустого пространства, независимого от находящихся в нем тел и индифферентного ко всякого рода их взаимодействиям.

Пространство, понимаемое как чистое протяжение и являющееся пассивным вместилищем тел, несовместимо, по мнению Аристотеля, с понятием движения. Пространство для него — величина, непрерывная по протяженности, а время — величина, непрерывная по последовательности. Пространство Аристотеля — физическое пространство, свойства и сущность которого связаны с доклад механика от древности до наших дней бытием материи.

Место, по Аристотелю, не может быть чем-то принадлежащим предмету. Оно не может быть ни его материей, ни формой, ибо и материя, и форма неотделимы от предмета, в то время как место меняется в процессе движения. О месте в строгом смысле можно говорить лишь при доклад механика от древности до наших дней двух тел: объемлющего и объемлемого. Пространство, рассматриваемое как совокупность мест, является наполненным; там, где есть место, должно быть наполненное пространство, ибо место и есть не что иное, как граница объемлющей материальной среды.

К пустоте понятие места вообще неприменимо. С точки зрения Аристотеля, пустое пространство атомистов является лишь абстракцией чисто геометрических свойств реального физического пространства. Интересно его указание, что если стать на позицию Демокрита, то это с необходимостью повлечет признание неприемлемой для аристотелизма инерции движения. Аристотель отвергает учение элеатов об абсолютной неподвижности истинного бытия.

Вместе в тем он проводил тонкие различия между временем и движением. Анализируя понятие времени, Аристотель замечает, что некоторые неправильно принимали круговращение неба за само время; в действительности это круговращение служит средством для измерения времени. Если движение не может быть без времени, то и время не существует без движения.

Если бы не было изменений, не было бы и времени. Что же такое время? Но время отлично от движения, так как доклад механика от древности до наших дней могут иметь различную скорость и, следовательно, они должны измеряться временем. Статика принадлежала к тем естественнонаучным дисциплинам, которые в Древней Греции подвергались наибольшей математизации.

Ярким примером этого может служить статика Архимеда, созданная по образцу геометрии Евклида. К античной эпохе восходит зарождение двух направлений в статике: кинематического и геометрического. Первое направление, как видно, возникло из практики пользования простыми механизмами рычагом, наклонной плоскостью и др.

При этом законы равновесия тел изучались путем рассмотрения того, что происходит при нарушении равновесия, например рассматривали неуравновешенный рычаг, т.

Вывод основных теорем статики в этом случае был связан со скрыто или явно принимаемыми допущениями из области динамики. Второе направление развивалось в связи с расчетом доклад механика от древности до наших дней архитектурных конструкций: балок, плит и т.

При исследовании стремились свести задачу к схеме неподвижного и уравновешенного рычага. С геометрическим направлением статики связано возникновение понятия центра тяжести.

Долгое время оно приписывалось Аристотелю. Главная страница курсовой работы это указывает, например, упоминание о приводящих друг друга в движение бронзовых или железных колесах в святилищах: такие колеса находились в египетских храмах. Трактат состоит из 36 глав и содержит перечисление и описание ряда механизмов: рычага, колодезного журавля с противовесом, клещей, клина, доклад механика от древности до наших дней, топора, кривошипа, вала, колеса, катка, полиспаста, гончарного круга, руля и т.

Не только задачи, но нередко и их решения даются в форме вопросов, т.

  • Кинематика - раздел механики, в котором изучаются перемещения тел без учета взаимодействий, определяющих эти движения.
  • При этом может случиться, что никакого движения не произойдет.
  • Центральная тема трактата — принцип рычага, который автор рассматривает как универсальный принцип статики.
  • Историю механики можно разделить на несколько периодов, отличающихся как характером проблем, так и методами их решения.
  • Из многочисленных механизмов, сконструированных Героном, отметим шар, вращающийся под действием пара, автомат для открывания дверей храма при зажигании огня на алтаре, пожарный насос, водяной орган, механический театр марионеток.
  • В этом смысле он был наиболее ревностным последователем Архимеда и решительно отвергал традиции кинематической статики, в которой этой четкости не усматривал.

Центральная тема трактата — принцип рычага, который автор рассматривает как универсальный принцип статики. Не потому ли, что шест при этих условиях становится рычагом, груз — гипомохлием точкой опоры и из носильщиков — тот, кто находится ближе к грузу, становится грузом, приводимым в движение, а второй — грузом, приводящим в движение? Ведь чем дальше этот второй находится от переносимого груза, тем легче он движет и тем более давит книзу на другого, как если бы налегающая тяжесть давила в противоположном направлении и стала гипомохлием.

Попытка более широкого обобщения сделана уже па первой странице сочинения. Ведь без рычага привести в движение такую тяжесть нельзя, а прибавив тяжесть рычага, можно привести в движение быстрее. Начало причины всего этого заключено в круге, и недаром: ибо вполне оправдано, если что-либо удивительное происходит от чего-то еще более удивительного. Но наиболее удивительно совместное возникновение противоположностей, а круг древности из таковых. Основная часть рассуждений автора сводится к тому, чтобы показать, что один и тот же груз движется тем быстрее, чем дальше он находится от точки опоры рычага, т.

Поэтому за один и тот же промежуток времени точка, более удаленная от центра круга, будет двигаться быстрее и опишет большую дугу, чем менее удаленная. Далее автор переходит к рассмотрению общего закона рычага, показывая, что равновесие грузов P 1 и Р 2 на его концах зависит от скоростей v 1 и v 2которые грузы получают при перемещении концов. Свойство рычага связывается со свойством коромысла весов. Весы рассматриваются как прямой равноплечий рычаг первого рода. Спбгу реферат титульный лист подтверждает предположение, что закон рычага, по всей вероятности, был практически осознан прежде всего при взвешивании грузов на коромысловых весах безменах.

Ведь легче двигать меньшую тяжесть, а она меньше без рычага. Не оттого ли, что причиной является рычаг, который представляет собой коромысло весов, имеющее веревку снизу и разделенное на неравные части? В самом деле, точка опоры рычага становится здесь заменой веревки, поскольку и та и другая остаются неподвижными в качестве центра.

А так как под действием разных тяжестей быстрее движется большая доклад, проведенная из центра в рычаге же имеются три вещи: точка опоры, веревка и центр, во-первых, и, во-вторых и в-третьих, две тяжести — движущая и движимаято поэтому приводимая в движение тяжесть так относится к приводящей в движение, как одна длина к другой, но в обратном отношении; ведь всегда, чем дальше она отходит от точки опоры, тем быстрее движется.

Причина же заключается в сказанном раньше: дальше уходящая из центра описывает больший круг. Таким образом, если груз А закреплен на конце рычага, то вращать этот груз тем легче, чем дальше от точки опоры движущий груз В. Большинство остальных глав трактата посвящено применению правила рычага и решению разнообразных технических задач.

Рассматриваются действие доклад механика от древности до наших дней весла и руля, действия колес тачки и колесницы, военных метательных машин, условия равновесия тяжелой балки на одной опоре плечо носильщика и т. Можно думать, что принцип параллелограмма скоростей и перемещений как в форме сложения, так и в форме разложения движений был известен древним ученым в достаточно развитом виде.

Причина этого заключается в том, что линия, описывающая круг, перемещается двумя движениями. Наконец, вся эллинистическая астрономия при описании движений небесных тел основывается на правилах сложения круговых движений.

Уже на самых первых этапах научной деятельности, по-видимому, механика интересовала Архимеда больше всего, причем доклад механика от древности до наших дней к теоретическим обобщениям шел от чисто прикладных вопросов. Но и позже, помимо теоретических исследований в области математики, физики и механики, Архимед занимался вопросами прикладной механики, в частности в связи с потребностями обороны его родного города Сиракузы. Он обогатил доклад механика от древности до наших дней технику большим количеством замечательных изобретений.

Древние авторы приписывали Архимеду изобретение так называемой улитки — водяного винта, служившего для поливки полей в Египте правильнее говорить в этом случае об его усовершенствовании. Рассказывают также, что при помощи механических приспособлений Архимед передвигал по суше тяжело нагруженный корабль сиракузского тирана Гиерона.

Свидетельства древних расходятся в том, каковы были эти приспособления: одни говорят о рычаге, другие — о полиспасте, третьи — о зубчатых колесах, четвертые — о колесах, т. Древнегреческий математик и механик.

Родился и большую часть жизни прожил в Сиракузах Сицилия ; был убит римлянами при взятии Сиракуз. Архимед установил законы рычага, открыл закон гидростатики, носящий его имя. Анализ упомянутых сочинений показывает, что во время их написания Архимед еще не знал, что вес тела можно считать сконцентрированным в его центре тяжести, хотя и пользовался последним понятием. Понятие о центре тяжести появилось у Архимеда в итоге практического изучения распределения груза между опорами.

Рассматривая давление балки на опоры, Архимед приходит, правда, к неверным результатам, но отсюда он перешел к одноопорной балке — рычагу. Эти ранние работы интересны тем, что в них кроме понятия центра тяжести появляется и понятие центра момента. Из комментария Евтокия известно определение центра момента. Однако этот трактат имеет гораздо более важное значение: это основы общей теории равновесия, построенной на системе аксиом.

Исходя из действительных и простейших фактов опыта, Архимед сумел обобщить эмпирический материал техники и привести его с помощью математики в научную систему. Теория рычага основана на следующих наших дней, которые Архимед считает очевидными:. Равнее тяжести на доклад механика от древности до наших дней длинах уравновешиваются, на неравных же длинах не уравновешиваются, но перевешивают тяжести на большей длине.

Если при равновесии тяжестей на каких-нибудь длинах к одной из тяжестей будет что-нибудь прибавлено, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, к которой было механика. Точно так же, если от одной из тяжестей будет отнято что-нибудь, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, от которой не было отнято. При совмещении друг с другом равных и подобных плоских фигур совместятся друг с другом и их центры тяжести. Если величины уравновешиваются на каких-нибудь длинах, то на тех же самых длинах будут уравновешиваться и равные.

Лекция 1. Механика

Заметим, что когда Архимед говорит о действии на рычаг подвешенных грузов тяжестейон основывается на свойствах центра тяжести, понятие которого считает известным; это также говорит в пользу предположения о том, что этот трактат был не первым его механические сочинением. В частности, предполагается, что центр тяжести тела, свободно висящего на нити, располагается на линии нити и что подвешенные тела действуют на рычаг в точке подвеса весом, сосредоточенным в центре тяжести.

В последующих доказательствах Архимед имеет дело лишь с весами тел и их центрами тяжести. Далее Архимед доказывает семь теорем, первые три из которых разъясняют смысл сформулированных выше предпосылок. В теореме V Архимед применяет этот метод к системе трех тел, доклад механика от древности до наших дней так, что центр тяжести среднего из них находится в середине отрезка, соединяющего центры тяжести крайних.

В теореме VII закон равновесия рычага распространяется на случай несоизмеримых фигур. В теореме I второй книги трактата этот закон распространяется на случай криволинейных квадрируемых фигур. Помимо указанных выше принципов Архимед пользуется в ходе доказательств еще одним, который, однако, в числе исходных предпосылок явно не фигурирует.

Этот принцип можно сформулировать следующим образом: равновесие рычага не нарушится, если груз, подвешенный в точке А рычага, заменить двумя равными грузами половинного веса, точки подвеса которых расположены симметрично относительно точки подвеса замещаемого груза.

Это положение мы будем называть принципом замещения. Хотя в ходе доказательств принцип замещения Архимед применяет с достаточной отчетливостью, однако он оградил бы свое сочинение от упреков самых требовательных критиков, если бы поставил его в число своих исходных предпосылок. Заметим также, что аксиомы Архимеда являются первым существенным шагом в развитии понятия момента силы.

Архимед с достаточной ясностью отмечает, что действие подвешенного груза на рычаг пропорционально его весу и расстоянию точки подвеса от точки опоры рычага.

Оставалось лишь найти форму этой зависимости — и Архимед ее нашел. Он доказал, что действие подвешенного груза на рычаг прямо пропорционально величине груза и расстоянию точки приложения от неподвижной опоры рычага. Во второй книге трактата Архимед переходит к определению центров тяжести фигур, образуемых при пересечении параболы прямой.

5062880

Эти предложения тесно связаны с работами Архимеда по геометрии. В этом произведении механика рассматривается как средство решения геометрических задач. Правда, Архимед не считал механический метод строгим, он рассматривал его как удобный прием для получения некоторых геометрических результатов, которым после этого надлежало дать строгое геометрическое доказательство.

До конца XV в. Для измерения напряжения используется оптический метод см. По второму закону Ньютона сила пропорциональна произведению массы материальной точки на её ускорение; при надлежащем выборе единицы силы последняя может быть выражена произведением массы точки m на ускорение а :.

Нахождение центра тяжести конуса сводится к нахождению центра тяжести сегмента параболы. Существует предположение, что это была вообще его последняя работа. Согласно легенде, Архимед пришел к открытию своего основного гидростатического закона случайно, решая задачу о составе короны, которую царь Гиерон заказал сделать из золота, но подрядчик изготовил из сплава золота и серебра.

Античная легенда рассказывает о повелении Гиерона и о случайном наблюдении Архимеда, принимавшего в это время ванну. В действительности же открытие основного закона гидростатики было итогом многовековых эмпирических наблюдений и целой цепи теоретических размышлений. Представление о частицах жидкости, выталкиваемых более плотными телами, напоминает теории древних атомистов.

У Архимеда также находят более правильную и точную формулировку соображения Аристотеля о равновесии и движении тел в различных материальных средах.

В первых двух предложениях трактата Архимед устанавливает шарообразность свободной поверхности воды, окружающей Землю, и совпадение центра этого шара с центром Земли.

Опираясь на эти предпосылки и исходя из того, что поверхность жидкости имеет сферическую форму, Архимед доказывает следующие положения. Тела, равнотяжелые с жидкостью, будучи опущены в эту жидкость, погружаются так, что никакая их часть не выступает над поверхностью жидкости, и не будут двигаться вниз предложение III.

Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, не погружается целиком, но некоторая часть его остается над поверхностью жидкости предложение IV.

Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, погружается настолько, чтобы объем жидкости, соответствующий погруженной части телаимел вес, равный весу всего тела предложение V. Тела, более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела предложение VI.

Далее исследуются вопросы равновесия и устойчивости плавающих тел. Основным методом исследования является способ возмущения состояния равновесия. Все положения трактата доказываются с помощью единого приема определения центра тяжести всего тела и выступающей части и центра тяжести объема погруженной части тела. Условием равновесия тела является расположение этих точек на одной отвесной линии, когда сила тяжести и сила гидростатического давления, действуя в противоположные стороны вдоль одной прямой, взаимно уравновешиваются при погружении жизненный цикл программных средств реферат в жидкость.

Равновесие устойчиво, если при отклонении тела от положения равновесия оно стремится возвратиться в это положение. Во второй части трактата рассматриваются разнообразные случаи равновесия и устойчивости плавающих в жидкости сегментов сферы и параболоида вращения. Однако Архимед рассмотрел только частные случаи, не создав общей теории.

Несмотря на замечательные исследования Архимеда по гидростатике, мы встречаем в античной науке и после него весьма смутные, а нередко и ложные представления о гидростатических явлениях. Развитие механики в эпоху эллинизма связано прежде всего с именем представителя Александрийской научной школы Доклад механика от древности до наших дней Александрийского, известного также под именем Герона-Механика.

О времени жизни и деятельности этого ученого точных сведений не сохранилось; в настоящее время большинство историков науки считают, что он жил в I — II вв. Это сочинение появилось в г. К обоим переводам приложен арабский текст, а к немецкому, кроме того, отрывки греческого текста, сохранившиеся в передаче Паппа Александрийского. Первая книга посвящена теоретическим вопросам. Здесь наряду с некоторыми чисто геометрическими построениями рассматриваются передача движения с помощью зацепленных кругов, сложение движений по правилу параллелограмма, распределение нагрузки между опорами; определяется центр тяжести.

Помимо описания действия этих машин рассматриваются также соединения рычага, блоков, ворота и винта. В этой книге даются ответы на 17 вопросов, относящихся к практическому применению простых машин, а также определяются центры тяжести различных фигур. В третьей книге описаны различные конструкции приборов для поднятия тяжестей и прессов, основанных на комбинациях простых машин.

Основной метод изучения равновесия у Герона — изучение перемещений, которые получают точки приложения сил при нарушении этого состояния. Этот взгляд ложен. Итак, докажем, что тяжести, лежащие так, как было сказано, могут быть сдвинуты с места посредством силы, меньшей, чем любая известная, и раскроем причину, почему подобное явление не оказывается сразу приметным.

Представим себе, стало быть, что груз лежит на земле и что этот груз равномерный, гладкий и плотный. Пусть плоскость, на которой груз лежит, может быть наклонена в обе стороны, а именно вправо и влево. Пусть сначала она будет наклонена вправо. Тогда оказывается, что данный груз скатывается вправо, ибо естественным для грузов является стремление двигаться вниз, если их ничто не подпирает, препятствуя их движению. Если, далее, наклонная сторона опять поднимается до горизонтальной плоскости и вся плоскость придет в состояние равновесия, то тогда груз пребудет в этом положении.

Доклад механика от древности до наших дней если она наклонится в другую сторону, т. Следовательно, груз нуждается не в силе, которая его движет, а в силе, которая его подпирает, препятствуя его движению. Допустим теперь, что груз опять приходит в положение равновесия и не склоняется в какую-либо сторону, — тогда он остается в том же доклад механика от древности до наших дней и пребывает в покое, пока плоскость не наклонится в какую-нибудь сторону, — в последнем случае и он клонит в ту же сторону.

Итак, груз, готовый обратиться к любому направлению, нуждается лишь в незначительной силе, чтобы прийти в движение, и притом в соответствии с силой, которая придает ему наклон.

Из многочисленных механизмов, сконструированных Героном, отметим шар, вращающийся под действием пара, автомат для открывания дверей храма при зажигании огня на алтаре, пожарный насос, водяной орган, механический театр марионеток. Некоторые рассуждения Герона показывают, что, хотя он был знаком с гидростатическими законами Архимеда, физическая причина кажущейся потери веса погруженных в жидкость тел была ему не известна; он считал эту потерю веса абсолютной. Представителем Александрийской школы был римский архитектор эпохи Августа — Марк Поллион Витрувий 1.

Витрувий был строителем-практиком. Поэтому механическая часть его трактата содержит главным образом описание различных механизмов для поднятия тяжестей, а также практических правил и строительных рецептов. Специальный раздел посвящен военным машинам. Папп проводит в ней различие между механикой — теоретической наукой и механикой — практическим искусством.

Сочинение Паппа представляет собой в основном компилятивный труд, в доклад механика от древности до наших дней включены разнородные сведения из различных источников. В книге приведено большое число отрывков из сочинений Архимеда, некоторые теоремы геометрической статики, относящиеся к определению положения центров тяжести различных фигур, главным образом реферат в медицине и треугольника.

Папп рассматривает приложение геометрической статики к конкретным техническим вопросам, например задачу об определении силы, необходимой для того, чтобы на наклонной плоскости сдвинуть груз, который на горизонтальной плоскости сдвигается данной силой.

В книге содержатся и собственные исследования автора, например теоремы об объемах тел вращения, которые он выражает через длину окружности, описываемой центром тяжести вращающейся фигуры теорема Паппа — Гюльдена.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Одним из основных стимулов разработки принципов кинематики и источников развития кинематических представлений в механике была греческая астрономия. В вавилонской астрономии положения светил на небесной сфере вычислялись арифметическими методами.

Поэтому греческие астрономы, обращаясь к кинематико-геометрическому моделированию видимых движений небесных тел, представляли эти сложные движения только в виде комбинации нескольких круговых. Первая попытка такого моделирования — теория вращающихся концентрических сфер, предложенная крупнейшим античным математиком и астрономом Евдоксом Книдским IV.

[TRANSLIT]

Теория Евдокса состоит в следующем: вокруг центра, в котором находится покоящаяся Земля, вращаются 27 концентрических сфер.

С помощью остальных сфер Евдокс объясняет движение Солнца, Луны и пяти планет. Каждое из упомянутых небесных тел неразрывно связано с некоторой равномерно вращающейся сферой, объемлющей другую, ось которой находится под известным углом к оси первой. Внутренняя вращающаяся сфера увлекается в своем вращении внешней. Движение Луны описывается с помощью трех сфер. Внешняя сфера Луны, на которой расположена эклиптика, служит для доклад механика от древности до наших дней суточного движения Луны.

Третья сфера, на которой расположена Луна, вращается вокруг полюсов лунной орбиты, участвуя, таким образом, в движении обеих внешних сфер. Движение планет Евдокс объясняет с помощью четырех сфер. Вторая сфера, участвуя в движении первой, совершает оборот вокруг полюсов эклиптики за время, равное периоду обращения планеты.

Вращения третьей и четвертой сфер служат для объяснения прямого и возвратного движений планет. Третье вращение, полюсами которого служат две неподвижные точки на эклиптике, совершается перпендикулярно. Плоскость четвертого вращения наклонена к плоскости третьего. В результате этих двух движений траектория планеты имеет вид петлеобразной кривой в форме лежащей восьмерки — гиппопеды, большая ось которой расположена на эклиптике.