Механика опытная

В книге в популярной форме представлены основные моменты развития человеческого знания в области науки о прочности. Здесь рассказано о первых интуитивных представлениях людей о прочности, накоплении ими опытного знания, что впоследствии привело к формированию и развитию сопротивления материалов, теорий упругости и пластичности., механики разрушения. Книга рассчитана на широкий круг читателей. [c.42]

Каждый раздел теоретической механики имеет в своей основе ряд понятий и аксиом, имеющих опытное происхождение. Вводя новые понятия и используя законы логики, получают следствия или теоремы в форме, удобной для практического применения. [c.6]

Сопротивление материалов решает указанные задачи прочности, основываясь как на теоретических, так и на опытных данных, имеющих в этой науке одинаково важное значение. В теоретической части эта наука базируется на теоретической механике и математике, а в экспериментальной — на физике и материаловедении. [c.6]

В основе классической механики Галилея — Ньютона, кроме понятия о движении, изучением которого механика занимается, лежит вводимое аксиомами Ньютона понятие о силе, где сила определяется как абстрактно представленная причина изменения состояния движения. Понятие о силе возникло из примитивного опыта и наглядного представления о мускульном усилии человека. Это представление, будучи распространено на все виды движений, вызвало значительные затруднения при стремлении ученых-механиков создать логически строгую систему механики вследствие того, что понятие о силе само по себе связано с большим количеством не всегда ясных, а иногда и противоречивых опытных соотношений. Поэтому еще до работ Ньютона некоторые исследователи [как, например, Декарт (1Й6 —1650)] [c.14]

Большое влияние на развитие механики, как и всей отечественной науки, оказало многогранное творчество первого русского академика М. В. Ломоносова (1711 —1765), основоположника материалистической философии и опытной науки в России. [c.15]

В основе теоретической механики лежит система законов и аксиом, являющихся непосредственным следствием и обобщением установленных на протяжении многих веков наблюдений и опытных фактов. На основании законов и аксиом строится система теорем теоретической механики. Подчеркнем здесь, что аксиоматика в механике не получила еще такую завершенную форму, как в геометрии. Не выяснены, например, в достаточной степени, объем и содержание основных положений механики, а значит, и замкнутость системы аксиом и отсутствие противоречий между ними. [c.19]

Законы квантовой механики (т. IV) дают очень хорошее представление о характере явлений атомного масштаба. Для простых атомов предсказания, сделанные на основании этих законов, согласуются с опытными данными с точностью до одной стотысячной, а иногда и лучше. Если применять законы квантовой механики к крупномасштабным земным или космическим явлениям, то они окажутся с отличной точностью тождественными законам классической механики. В принципе квантовая механика представляет собой надежную теоретическую основу для всей химии, металловедения и значительной части физики, но зачастую мы не в состоянии довести до конца решение ее уравнений с помощью уже имеющихся (или даже боле совершенных) вычислительных машин. [c.21]

Опытное исследование строения атома показало, однако, что указанная модель не верна и атом состоит из положительного заряда (ядра) очень малого диаметра (меньше 10" см), вне которого движется соответствующее число электронов. Сила, удерживающая каждый электрон, конечно, не будет иметь вид —Ьг и окажется гораздо сложнее. Вопрос о том, каким образом при таком расположении зарядов возможно почти монохроматическое излучение, мы оставляем пока в стороне. Причина лежит очень глубоко и заключается в том, что ни излучение атомов, ни поведение зарядов внутри атомной системы не подчиняются законам классической механики и электродинамики, установленным при изучении макроскопических объектов. Для правильного описания таких внутриатомных, микроскопических процессов надо обратиться к законам, установленным квантовой теорией, по отношению к которым макроскопические законы являются лишь первым приближением, достаточным [c.550]

В основе динамики лежат законы, впервые точно сформулированные и систематически изложенные Ньютоном в его классическом сочинении Математические начала натуральной философии , изданном в 1687 г. Эти законы основаны на опытных данных и являются результатом гениального обобщения тех сведений в области механики, которые были получены до Ньютона и самим Ньютоном. [c.440]

Однако в механике упругих тел задача ставится по-иному. Если интересующее нас движение таково, что большое число смежных атомов движется одинаково, то мы можем описывать движение этого элемента тела, забывая о том, что он состоит из отдельных атомов. Таким образом мы приходим к представлению о сплошных телах. Мы разбиваем реальное тело на отдельные малые элементы, и силы, действующие со стороны смежных элементов на данный, рассматриваем как внешние силы, действующие на данный элемент. К этим элементам тела мы применяем обычные законы механики. Мы имеем право это делать только потому, что в каждый отдельный элемент входит очень много атомов. Действительно, законы механики являются обобщением опытных фактов, которые были установлены на основании опытов с макроскопическими телами (состоящими из многих атомов). И мы не имеем никакого права утверждать, что эти же законы справедливы и для каждого отдельного атома. Законы движения отдельных атомов могут быть установлены только на основании опытов с отдельными атомами. Эти опыты показали, что к отдельным атомам, вообще говоря, неприменимы те законы механики, которыми мы все время пользуемся. Но если в выделенный элемент входит еще очень много атомов, то к этому элементу вполне применимы обычные законы механики. [c.460]

При решении этих трех основных задач сопротивление материалов основывается на теоретических и опытных данных, имеющих для науки одинаково важное значение. Теоретическая часть сопротивления материалов базируется на теоретической механике и математике, а экспериментальная — на физике и материаловедении. [c.7]

Любая отрасль человеческих знаний, в том числе такая инженерная как сопротивление материалов, оперирует некоторым набором исходных определений, понятий и гипотез. С одной стороны, используются фундаментальные определения и понятия из математики, физики, общей механики. С другой, — сопротивление материалов также базируется на данных экспериментальных исследований, из которых важнейшими являются результаты испытаний на растяжение и сжатие образцов конкретных материалов. Теоретическое осмысление опытных данных [c.9]

Перечисленные нами квантовые свойства выглядят отрывочными. Они могут показаться не связанными друг с другом и противоречащими здравому смыслу. Однако все эти свойства удивительным образом согласуются со всей совокупностью опытных сведений о микромире. А здравый смысл — вещь субъективная. Он порождается подсознательной экстраполяцией закономерностей привычного жизненного опыта на области явлений, находящихся вне пределов применимости этих закономерностей. При достаточно длительном Изучении явлений микромира можно выработать квантовый здравый смысл . Некоторые специалисты по физике элементарных частиц говорят, что им привычнее мыслить квантовыми образами, чем классическими. Так что надо не бояться противоречия здравому смыслу , а спокойно и терпеливо привыкать к особенностям микромира. Что же касается отрывочности квантовомеханических представлений, то ее просто не существует. Квантовая механика — такая же последовательная и полная теория, как и механика классическая. [c.21]

МэВ. Для полной энергии связи а-частицы из аналогичных соображений получается величина 9 МэВ, так как в а-частице имеются 4 п—р-связи. Учет спиновых зависимостей может только уменьшить, причем примерно вдвое, эти цифры, поскольку, как мы увидим ниже, в дейтроне спины протона и нейтрона параллельны, а при антипараллельных спинах связанное состояние отсутствует. Мы видим, что наши оценки резко расходятся с опытными данными. Причина этого расхождения заключается в том, что наши рассуждения чересчур классичны. Мы не учли ни волновых свойств протона и нейтрона, ни вероятностного характера состояний квантовых физических систем. Проследим влияние квантовых закономерностей на структуру дейтрона. Предварительно заметим, что в квантовой механике, так же как и в классической, относительное движение двух нуклонов можно рассматривать (см. приложение I) как движение в поле сил протонно-нейтронного потенциала одной частицы с приведенной массой т ри , равной половине массы нуклона [c.172]

Наше построение классической механики основывалось на ряде определений и постулатов, данных в главе 1. Однако иЗ вестно, что при скорости движения, близкой к скорости света, эти постулаты не согласуются с некоторыми опытными фактами. Поэтому они были соответствующим образом изменены, что привело к созданию так называемой специальной теории относительности. Изменения, вносимые этой теорией в механику, не являются столь сильными, как изменения, вносимые квантовой механикой. Имеется много физических явлений, в которых квантовые эффекты существенны, а релятивистские поправки ничтожно малы, и много явлений, в которых релятивистские скорости играют существенную роль, а поправки квантовой механики не сказываются на проводимых рассуждениях. Между квантовой теорией и специальной теорией относительности нет внутренней связи, и каждую из них можно рассматривать, независимо от другой. В этой главе мы рассмотрим те изменения, которые вносит в классическую механику специальная теория относительности. [c.208]

Мы не можем пойти по такому длинному пути и примем принцип виртуальных работ как общий постулат, рассматривая его как синтез опытных данных всей механики систем без трения. О абстракт- [c.245]

Механика — это наука о движении и взаимодействии материальных тел. Под движением понимается механическое движение т. е. изменение положения тел или частей тела в пространстве с течением времени. Основанная, как и всякая физическая наука, на наблюдении и опыте, механика может быть разделена на наблюдательную (опытную) и теоретическую. [c.15]

Наблюдательная (опытная) механика входит в различные отделы экспериментальной физики, астрономии, техники. В ней устанавливается связь между свойствами материальных тел, их движением и причинами, вызывающими или изменяющими движение. Эти причины называют силами. Упомянутая связь формулируется в виде законов движения, которые не являются математическими следствиями каких-то изначальных истин, а представляют собой индуктивные положения, основанные на большом числе согласующихся между собой опытных фактов. Эти положения представляют собой утверждения о свойствах движения материальных объектов, верные с той или иной точностью. [c.15]

Теоретическая, или рациональная, механика опирается на некоторое конечное число законов, установленных в опытной механике, принимаемых за истины, не требующих доказательства — аксиомы. Эти аксиомы заменяют собой в теоретической механике индуктивные истины опытной механики. Теоретическая механика имеет дедуктивный характер. Опираясь на аксиомы как на известный и проверенный практикой и экспериментом фундамент, теоретическая механика возводит свое здание при помощи строгих математических выводов. [c.15]

Необходимо отметить, что для современного этапа развития механики многофазных сред характерны экспериментальные исследования, интенсивно проводимые с целью изучения физических особенностей процессов движения и накопления их количественных характеристик. Однако опытное изучение таких течений связано со значительными трудностями, так как необходимо разрабатывать п применять новые методы измерений, позволяющие фиксировать дисперсность и скорости дискретной фазы, а также параметры течения газовой фазы. До сих пор такие методы окончательно не разработаны, но уже достигнуты результаты, показывающие, что напбо.тее перспектпвны.ми следует считать оптические, оптико-электронные и оптико-радиометрические методы измерений. [c.6]

Развитие динамики начинается значительно позже. В XV—XVI столетиях возникновение и рост в странах Западной и Центральной Европы буржуазных отношений послужили толчком к значительному подъему ремесел, торговли, мореплавания и военного дела (появление огнестрельного оружия), а также к важным астрономическим открытиям. Все это способствовало накоплению большого опытного материала, систематизация и обобщение которого привели в XVII столетии к открытию законов динамики. Главные заслуги в создании основ динамики принадлежат гениальным исследователям Галилео Галилею (1564—1642) и Исааку Ньютону (1643—1727). В сочинении Ньютона Математические начала натуральной философии , изданном в 1687 г., и были изложены в систематическом виде основные законы классической механики (законы Ньютона). [c.7]

Суш,ественным является вопрос о том, по отношению к какой системе отсчета справедлив закон инерции. JibraroH предполагал, что существует некое неподвижное (абсолютное) пространство, по отношению к которому этот закон выполняется. Но по современным воззрениям пространство—это форма существования материи, и какого-то абсолютного пространства, свойства которого не зависят от движущейся в нем материи, не существует. Между тем, поскольку закон имеет опытное происхождение (еще Галилей указал, что к этому закону можно прийти, рассматривая движение шарика по наклонной плоскости со все убывающим углом наклона), должны Существовать системы отсчета, в которых с той или иной степенью приближения данный закон будет выполняться. В связи с тим в механике, переходя, как обычно, к научной абстракции, вводят понятие о системе отсчета, в которой справедлив закон инерции, постулируют ее существование и называют инерциальной системой отсчета. [c.182]

Для изучения поступательного движения твердого тела вводится понятие материальной точки [1]. Это позволяет сделать динамику материальной точки физически ощутимой, облегчает анализ упражнений и сопоставление с опытными данными аксиоматически вводимых принципа относительности Галилея, принципа детерминированности и законов Ньютона. Анализируются ограничения на форму законов механики и физики, следующие из принципов относительности и детерминированности [5, 67]. Ставятся основные задачи механики. Выявляются преимущества различных систем криволинейных координат для описания движения точки. Доказываются основные теоремы механики и сообщаются основные приемы, применяемые для исследования движения. Как основа качественного анализа поведения механических объектов подробно изучаются фазовые портреты осцилляторов. На их примере демонстрируется влияние потенциальных и диссипативных сил, а также резонансные явления различных типов [37]. Изучается динамика материальной точки, стесненной связями [61]. [c.11]

Применение метода абстракции, обобщение результатов опыта и непосредственных наблюдений позволили теоретйческой механике установить основные ее законы, или аксиомы. Из этих аксиом, соединенных с методами математического анализа, теоретическая механика получает все дальнейшие выводы о механическом движении и равновесии материальной точки, абсолютно твердого тела и механической системы. Достоверность теоретической механики зависит, таким образом, от достоверности ее аксиоматики, на которой она покоится, так как математические выводы из этой аксиоматики внести ошибок не могут. При этом не следует забывать, что аксиомы теоретической механики так же, как и ее основные понятия, имеют опытное происхождение. [c.10]

По существу, дело так и обстоит при истолковании и обобщении экспериментальных фактов, касающихсй быстрых движений, и формулировке законов этих движений можно обойтись без применения теории относительности, пока не ставится вопрос о переходе к другим системам координат, движущимся по отношению к той исходной системе координат, для которой эти законы сформулированы. Исторически же дело обстояло совсем иначе когда возникла теория относительности, было известно еще очень мало экспериментальных фактов о движениях быстрых электрически заряженных частиц. Между тем уже в первой работе А, Эйнштейна по теории относительности (появившейся в 1905 г.) были теоретически выведены законы быстрых движений со всеми характерными их чертами (зависимость массы от скорости, связь между энергией и массой, различие между нормальным и тангенциальным ускорением и т. д.). Таким образом, хотя по существу законы быстрых движений являются обобщением опытных фактов и могут быть установлены независимо от теории относительности, открытием этих законов наука обязана теории относительности. Тем самым изложение законов быстрых движений вне связи с теорией относительности является отступлением от исторического хода развития механики теории относительности. [c.240]

Связи, наложенные на систему, зависят от физической природы осуществляющих эти связи механизмов. Поэтому характеристика связей должна быть введена в механику в виде некоторой аксиомы, устанавливающей реально суще1ствующие опытные соотношения. В качестве такой аксиомы принимают определение идеальных связей [c.212]

Современные научные основы механики жидкости (гидродинамики) были заложены тремя учеными XVIII в. Д. Бернулл , Л. Эйлером и Ж- Д Аламбёром. Все их исследования носили теоретический характер и относились к идеальной жидкости, поэтому часто результаты значительно расходились с опытными данными. [c.259]

Механика деформируемого твердого тела, как представляется автору, должна рассматриваться как единая наука, объединяющая те научные дисциплины, которые по традиции излагаются и изучаются раздельно. С другой стороны, это — именно глава механики сплошной среды, т. е. феноменологическая теория, стремящаяся найти адекватное математическое описание совокупности опытных фактов, устанавливаемых макроэкопериментом. Для механики недостаточно написать определяющие уравнения, нужно уметь их решать при данных граничных условиях и решать возможно точно. Поэтому та картина, которую строит механик, может иногда показаться чрезмерно упрощенной. Но механик вынужден блуждать между Сцяллой и Харибдой с одной стороны, его уравнения должны достаточно точно отражать действительность, с другой — быть доступными для интегрирования. [c.10]

Нам остается рассмотреть вопрос о связи между состоянием и измеряемыми на опыте физическими величинами. В классической физике этот вопрос не возникает, ибо в ней состояние частицы описывается заданием физических величин — координат и импульсов. В квантоЕой механике это не так. Волновая функция Ч (г) полностью описывает состояние, но не является непосредственно измеряемой физической величиной. Поэтому, решив уравнение Шредингера, мы хотя и найдем, как изменяется во времени состояние частицы, но не сумеем получить доступных опытной проверке соотношений, если не будем знать рецепта вычисления физических величин в данном состоянии. [c.23]

Необходимо учитывать, что при желании описать то или другое достаточно сложное физическое явление (например, явление турбулентного движения жидкости) приближенной математической зависимостью, устанавливающей связь между различными характеристиками (параметрами) данного явления, часто поступают следующим образом. Сперва создают в своем воображении так называемую неполную модель данного явления (неполную в том смысле, что эта модель не полностью отражает рассматриваемое явление, несколько схематизируя, упрощая его). После этого подвергают анализу с использованием аппарата механики и математики не действительность (которая сложна и поэтому недоступна указанному анализу), а принятую неполную воображаемую модель. Именно, исходя из такой модели, и получают соответствующие расчетные зависимости и формулы. Само собой разумеется, что эти зависимости могут считаться приемлемыми только после экспериментальной их проверки (и часто после введения в них соответствующих поправочных коэффищ1ентов, учитывающих отличие принятой модели от действительности). Различные авторы при исследовании определенного явления могут принимать различные модели и получать при этом разные результаты. Само собой разумеется, что удачной моделью будет та, которая приведет нас к результатам, достаточно хорошо согласующимся с опытными данными. Иногда мы можем столкнуться с [c.151]

Применение турбин в качестве главного судового двигателя связано с именем талантливого изобретателя инженера-механика русского флота П. Д. Кузьминского, который в 1892 г. начал постройку опытной турбинной установки для быстроходного катера. Однако эта инициатива не была поддержана царским правительством. Через два года после первых опытов П. Д. Кузьминского подобные работы были начаты Парсонсом, который в 1894—1896 гг. на яхте Турбиния установил трехвальную турбинную установку. Испытания показали ряд преимуществ турбинного двигателя перед паровой поршневой машиной. Первым судном в России, оборудованным паровыми турбинами, была военная яхта Ласточка , построенная в 1904 г. Установка была трехвальной бортовые валы работали от паровых турбин активного типа моищостью по 740 кВт. На средний вал работала паровая поршневая машина мощностью 184 кВт, она же обеспечивала задний ход судна. Ласточка имела водоизмещенйе 140 т и развивала скорость 27 уз. [c.23]

Приближенные методы квантовой механики позволяют для каждого данного атома или иона рассчитать дублетное расщепление того или иного терма Однако совпадение расчетных данных с опытными и здесь полу- [c.145]

Расчет по исходным механическим свойствам материала (Ов, <7дл, сУ-ь Фдл, Е и др.) основан на иапользовании зависимостей, аппроксимирующих опытные данные для материалов одного класса. Подобно тому, как в нор.мах общества инженеров и механиков США (ASME) использована единая кривая малоцикловой усталости для материалов корпусов ядерных реакторов, аппроксимированная Лэпджером в виде [c.165]

Людвиг Больцман родился в Вене в 1844 г., умер в Дуино (Триест) в 1906 г. С 1876 до 1889 г. был профессором опытной физики в Грацском университете, а после этого профессором теоретической физики в университетах Монако, Лейпцига и Вены. Внес важный вклад как экспериментатор, но удивительных результатов достиг в теоретической области благодаря своим исследованиям по кинетической теории газов и по термодинамике. Он был убежденным атомистом в ту эпоху, когда из-за отсутствия реальной экспериментальной базы для доказательства физической действительности молекул огромное большинство физиков рассматривало атомизм как чисто абстрактное учение, заменимое во всех его конкретных следствиях феноменологическими взглядами. Имея логический ум и живой темперамент оратора и полемиста, он оставил наряду с систематическими трактатами по теории газа, по аналитической механике и по теории электромагнитных явлений (Максвелла) один том публицистических сочинений (2-е изд., Лейпциг, 1919). Его научные мемуары немного спустя после его смерти были собраны в трех" томах (Лейпциг, 1909). [c.461]

В последние годы среди мателгатиков наметилось заметное ослабление интереса к классической механике. Это объясняется рядом причин. К их числу следует отнести возросший интерес к теории относительности и связанное с этим понижение престижа механики Ньютона, коренное изменение взгляда на физику, переход от старой идеи чистого детерминизма к новой идее о статистическом характере событий и связанное с этим развитие статистической механики, интерес, вызванный новыми открытиями в квантовой теории и в атомной физике, а также то, что многие математики, занимающиеся прикладными задачами, предпочитают абстрактным теориям численные решения с последующей опытной проверкой. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...