![]() | ![]() |
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 |