Ацюковский В.А. Концепции современного естествознания. М.: ИД СП, 2006.

В начало   Другие форматы   <<<     Страница 59   >>>

  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59 60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  199  200  201  202  203  204  205  206  207  208  209  210  211  212  213  214  215  216  217  218  219  220  221  222  223  224  225  226  227  228  229  230  231  232  233  234  235  236  237  238  239  240  241  242  243  244  245  246  247  248  249  250  251  252  253  254  255  256  257  258  259  260  261  262  263  264  265  266  267  268  269  270  271  272  273  274  275  276  277  278  279  280  281  282  283  284  285  286  287  288  289  290  291  292  293  294  295  296  297  298  299  300  301  302  303  304  305  306  307  308  309  310  311  312  313  314  315  316  317  318  319  320  321  322  323  324  325  326  327  328  329  330  331  332  333  334  335  336  337  338  339  340  341  342  343  344  345  346  347  348  349  350  351  352  353  354  355  356  357  358  359  360  361  362  363  364  365  366  367  368  369  370  371  372  373  374  375  376  377  378  379  380  381  382  383  384  385  386  387  388  389  390  391  392  393  394  395  396  397  398  399  400  401  402  403  404  405  406  407  408  409  410  411  412  413  414  415  416  417  418  419  420  421  422  423  424  425  426  427  428  429  430  431  432  433  434  435  436  437  438  439  440  441  442  443  444  445  446 

тических задач до Ньютона. Он изучил законы свободного падения тел и падения их по наклонной плоскости, законы движения тела, брошенного под углом к горизонту, установление сохранения механической энергии при колебаниях маятника. Он первый выдвинул идею об относительности механического движения.

Мир бесконечен, материя вечна, считал Галилей, а сам мир существует объективно, вне и независимо от человеческого сознания. Все в природе подчинено строгой механической причинности. Подлинную цель науки Галилей видел в отыскании причин явлений. Исходным пунктом познания природы он считал наблюдение, основой науки он считал опыт. Задача ученого - «изучать великую книгу природы», а тех, кто слепо придерживается мнения авторитетов, не желая самостоятельно изучать явления природы, Галилей считал недостойными звания философов и клеймил как «докторов зубрежки».

Современник Галилея францусский философ и математик Р.Декарт (1596-1690) сформулировал закон сохранения количества движения, он же ввел понятие импульса силы. Нидерландский ученый X.Гюйгенс (1629-1695) после этого решил ряд важных задач динамики - исследование движения точки по окружности, колебаний физического маятника, законов упругого удара тел. В 1659 г. он подготовил трактат «О центробежной силе», в котором впервые ввел понятия центростремительной и центробежной сил, понятие момента инерции (сам термин принадлежит JI.Эйлеру) и принцип закона сохранения энергии. Появившиеся в 1673 г. «Маятниковые часы» Гюйгенса входят в число самых замечательных книг по механике и являются, как отметил С.И.Вавилов, прекрасным звеном между «Беседами» Галилея и «Началами» Ньютона.

Основы законов механики были окончательно сформулированы англичанином Исааком Ньютоном (1643-1727) в 1687г. Ньютон завершил исследования предшественников, обобщил понятие силы и ввел понятие массы. Сформулированный им основной (Второй) закон механики позволил Ньютону решить большое число задач небесной механики, в основу которой был положен открытый им же закон тяготения. Он сформулировал Третий закон механики - равенства действия и противодействия. Исследовав сопротивление жидкости движущимися в ней телами, Ньютон открыл основной закон трения в жидкостях и газах. Английский ученый Р.Гук экспериментально установил закон, выражающий зависимость между напряжениями и деформациями в упругом теле.

В XVIII в. интенсивно развивались общие аналитические методы решения задач механики материальной точки, системы точек и твердого тела, а также небесной механики, основывавшейся на использовании открытого Ньютоном и немецким физиком и математиком Г.В.Лейбницем исчисления бесконечно малых величин. На этой основе петербургский академик Л.Эйлер разработал аналитические методы решения задач динамики материальной точки, развил теорию моментов инерции и заложил основы механики твердого тела. Ему принадлежат также первые исследования по теории корабля, по теории устойчивости упругих стержней, по теории турбин и по решению ряда задач кинематики. Францусскими учеными Г.Амантоном и Ш.Кулоном в это же время экспериментально были найдены законы трения.

Важным этапом развития механики было создание динамики несвободных

механических систем. Исходными для решения этой проблемы явились принцип возможных перемещений, выражающий общее условие равновесия механической системы, развитию которого были посвящены исследования П.Бернулли, Л.Карно, Ж.Фурье, Ж.Г.Лагранжа и др., а также принцип динамики, разработанный Ж.Д’А-ламбером, согласно которому силы, приложенные к точке, реакции наложенных связей и силы инерции взаимно уравновешиваются. Францусский ученый П.Мопертюи разработал принцип наименьшего действия, которые затем развили Л.Эйлер и францусский академик Ж.Л.Лагранж. В 1788 г. появилась знаменитая «Аналитическая механика» Лагранжа, приведшая классическую механику в стройную систему.

Приложение аналитических методов к механике сплошной среды привело к разработке теоретических основ гидродинамики идеальной, т.е. невязкой и несжимаемой жидкости. Основополагающими здесь явились труды Л.Эйлера, Д. Бернулли, Лагранжа, Д’Аламбера, а также М.В.Ломоносова, открывшего закон сохранения вещества.

В XIX в. продолжалось интенсивное развитие всех разделов механики. Классические работы Эйлера и Лагранжа, продолженные русским математиком С.Ко-валевской, послужили основой разработки теории гироскопа. Дальнейшему развитию принципов механики были посвящены труды М.В.Остроградского, У.Гамильтона, К.Якоби, Г.Герца и др.

В решении фундаментальной задачи механики и всего естествознания - об устойчивости равновесия и движения ряд важных результатов - получили английский механик Э.Раус и русский ученый Н.Е.Жуковский. Разработка методов решения задачи устойчивости движения принадлежит А.М.Ляпунову. Основы современной теории автоматического регулирования были разработаны И.А.Выш-неградским.

Параллельно с динамикой в XIX в. разрабатывалась и кинематика. Францусский ученый Г.Кориолис доказал теорему о составляющих ускорения тела в относительном движении. С тех пор в механику вошло представление о поворотном ускорении, которое получило его имя. Возросло значение прикладных исследований по кинематике механизмов, важный вклад в это направление сделал петербургский профессор П.Л.Чебышев.

В XX в. появились новые разделы механики - теория нелинейных колебаний, теория реактивного движения тел с переменной массой, основанная трудами русских ученых И.В.Мещерского и К.Э.Циолковского. Появились два новых раздела - аэродинамика, основанная Н.Е.Жуковским, и газовая динамика, основы которой были заложены С.А.Чаплыгиным.

Развитие гидроаэромеханики протекало в тесной связи с запросами практики. Первые гидротехнические устройства (каналы, колодцы) и плавающие средства (плоты, лодки) появились еще в доисторические времена. Изобретение таких сложных аэро- и гидромеханических устройств, как парус, весло, руль, насос также относится к далекому прошлому. Развитие мореплавания и военного дела послужило стимулом к появлению основ механики и, в частности, гидроаэромеханики.

Главной проблемой гидроаэромеханики с самого ее возникновения стало взаимодействие между средой (водой, воздухом) и движущимся или покоящимся в



Hosted by uCoz