ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткие сведения из истории из "Механика " Архимед — один из великих математиков древности занимался всеми этими разделами механики (кроме изготовления игрушек). Он изобрел многие военные машины, которые сыграли решающую роль при обороне Сиракуз от нападения римских войск. Он изготовил небесный глобус, на котором можно было наблюдать не только движения светил, но и затмения Луны и Солнца, создал машины для поливки полей и много других механизмов. [c.140] Но главная заслуга Архимеда в механике — создание первой математической теории рычага и теории центров тяжести. Он первый рассматривает и находит условия равновесия тел. С Архимеда начинается развитие понятия силы в том виде, как мы ее понимаем сейчас. [c.140] Энгельс говорил, что это был величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености. [c.141] В механике это был период возрождения и дальнейшего развития статики Архимеда, которая была необходима для обеспечения строительства грандиозных по тому времени сооружений. Кроме того, нужды мореплавания потребовали создания точных часов, необходимых для определения координат тел на земле, развития астрономии, правильной теории движения звезд и планет. [c.141] Уточнение всех представлений о небесной механике было необходимо и для реформы устаревшего календаря. В этих условиях великим польским ученым Николаем Коперником (1473—1543) была создана новая гелиоцентрическая картина мира. Коперник одним из первых пришел к пониманию и формулировке положения об относительности всех движений. С Коперника началось освобождение естествознания от оков религии. [c.141] Вслед за Коперником немецкий ученый Иоганн Кеплер (1571— 1630) на основе своих наблюдений открыл знаменитые законы движения планет. Законы Кеплера потом оказали немалую помощь Ньютону в открытии закона всемирного тяготения. [c.141] Борьба за независимость науки от религии была продолжена великим итальянским ученым Галилео Галилеем (1564—1642). Используя сконструированный им телескоп, Галилей сделал ряд астрономических открытий, подтверждавших учение Коперника. Вся знаменитая книга Галилея Диалог о двух системах мира посвящена обоснованию системы Коперника. Галилей обосновал принцип относительности, открыл закон инерции и законы свободного падения тел. Всем этим он заложил основы современной механики. С Г алилея начался новый период, во время которого механика превратилась в самостоятельную науку. [c.141] Начиная с этого времени, развитие механики протекало настолько быстро и успешно, что к XIX в. она стала признаваться главной наукой о природе. Механика за эти столетия создала методы расчета любых технических конструкций, дала полностью согласованные с опытом описания движений звезд с гигантскими массами и движений мельчайших частиц размерами до одного атома. Механика оказалась способной описать опыты с наблюдением молекулярного движения, движения свободных электронов. Она нашла применение в объяснении некоторых биологических процессов, световых явлений, послужила основой для понимания ряда электрических процессов. Так механика превратилась в храм величественной архитектуры и поразительной красоты. [c.142] Все эти успехи привели к тому, что ученые в течение долгого времени пытались отождествлять механику со всей физикой. Во второй половине XIX в. значительное большинство ученых считало, что все законы природы сводятся к механическим законам и что любое явление природы имеет свои механические пружины . Они видели цель всей физики в отыскании этих механических пружин во всех явлениях. [c.142] Открытие законов электрических и магнитных явлений в конце XIX в. показало неправильность таких убеждений. Эти явления нельзя было привести к механическим, так же как нельзя было этого сделать со многими биологическими явлениями. [c.142] Мы уже говорили, что в это же время было открыто новое важное явление зависимости ускорений от скорости движения тела. На опыте было также установлено, что скорость света не зависит от выбора системы отсчета — одно из удивительнейших и загадочных свойств материи. Возникла необходимость усовершенствовать законы Ньютона, которые не учитывали этих явлений. Такое усовершенствование и было проведено Альбертом Эйнштейном в 1905 г, в созданной им теории относительности, к которой мы будем еще много раз возвращаться. [c.142] Вернемся еще раз к основным опытам и наблюдениям, о которых было рассказано в 1 и 43. Эти опыты дали возможность нарисовать полную картину механического движения тел, найти количественные законы, которые управляют их движением. Более внимательное рассмотрение этих опытов позволяет установить также большое разнообразие механических свойств окружающих нас тел. Эти свойства обнаруживаются в самих движениях, взаимодействиях тел и используются в практической жизни. [c.143] Изучение свойств тел является необходимым и важным шагом в познании окружающего нас мира, свойств материи вообще. Оно составляет содержание второго основного направления современной физики. Кроме того, без знания механических свойств тел нельзя продвинуться вперед в решении основных задач механики. Действительно, обратная задача динамики состоит в том, чтобы по известным силам рассчитать механические движения. Силы же не могут быть получены из законов Ньютона. Для понимания природы сил необходимо изучение механических свойств тел, рассмотрение движений, которые могут происходить внутри тел. [c.143] В 1 говорилось о том, что механическим движением называется также изменение положения частей тел друг относительно друга с течением времени. До сих пор такие движения детально не рассматривались. Для описания этих движений необходимо научиться характеризовать не только их конечные результаты, но и сами движения частей тела. Другими словами, необходимо построить своеобразную кинематику движения частей тела друг относительно друга. [c.143] На основании наблюдений за способностью тел сохранять свою форму и объем в земных условиях было сделано разделение всех тел на три группы твердые, жидкие и газообразные. [c.143] Кусок металла, как бы его ни располагали, будет сохранять свою форму и объем такими, какие ему были приданы при изготовлении. При этом для сохранения формы куску металла не нужно никаких поддерживающих стенок (рис. 3.1). [c.144] Твердыми телами называются такие тела, которые в свободном состоянии способны сохранять неизменными форму и объем. [c.144] Отметим, что и отдельные части этих тел в свободном состоянии способны сохранять неизменным свое относительное расположение. [c.144] Если воду наливать в разные сосуды, то каждый раз она будет принимать форму этих сосудов (рис. 3.2). Объем же данной массы воды все время будет оставаться одним и тем же. Если сосуд разбить, то вода без поддерживающих ее стенок разольется и займет самое низшее из всех возможных положений. При этом ее свободная верхняя поверхность будет всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. [c.144] Жидкими телами, или жидкостями называются такие тела, которые в земных условиях способны сохранять объем, но не способны сохранять форму. [c.144] Вернуться к основной статье