1747405x
реклама
1)Архимед (около 287 до н.э. –212 до н.э) 1)Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел. В основополагающих трудах по статике и гидростатике (закон Архимеда) дал образцы применения математики в естествознании и технике. Архимеду принадлежит множество технических изобретений (архимедов винт, определение состава сплавов взвешиванием в воде, системы для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины), завоевавших ему необычайную популярность среди современников. Им впервые был введен закон о погруженном в жидкость теле. Архимед прославился многими механическими конструкциями. Рычаг был известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике. Архимед построил в порту Сиракуз немало блочнорычажных механизмов для облегчения подъёма и транспортировки тяжёлых грузов. Изобретённый им архимедов винт (шнек) для вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте. Вся информация об учёных взята с этих сайтов: http://900igr.net/prezentatsii/fizi ka/Mekhanika/Razvitiemekhaniki.html http://ru.wikipedia.org 2)Леонардо да Винчи (14521519) 2)Особое внимание Леонардо уделял механике; он попытался определить коэффициенты трения скольжения, изучал сопротивление материалов, увлеченно занимался гидравликой. Многочисленные гидротехнические эксперименты получили выражение в новаторских проектах каналов и ирригационных систем. Страсть к моделированию приводила Леонардо к поразительным техническим предвидениям, намного опережавшим эпоху: таковы наброски проектов металлургических печей и прокатных станков, ткацких станков, печатных, деревообрабатывающих и прочих машин, подводной лодки и танка, а также разработанные после тщательного изучения полета птиц конструкции летальных аппаратов и парашюта. Список изобретений: Парашют Колесцовый замок Единственное его изобретение, получившее признание при его жизни — колесцовый замок для пистолета (заводившийся ключом). Велосипед Танк Танк, считающийся основным прототипом современных танков, должен был быть сооружен из деревянных и металлических частей. Механизм, посредством которого осуществлялось движение, состоял из колес, зубчатых шестерен и рукояток. Танк должен был перемещаться посредством мускульной силы экипажа, предположительно в числе восьми человек. По периметру конструкции должны были располагаться пушки. Наверху должна была быть сооружена смотровая башня. Танк должен был быть настолько высоким, что внутри должны были устанавливаться лестницы. Лёгкие переносные мосты для армии Прожектор Катапульта Робот На каркас робота была надета германо-итальянская рыцарская броня, он был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти. Технология частично основывалась на исследованиях Леонардо в анатомии, в частности Витрувианском человеке. Двухлинзовый телескоп. 3) Симон Стевин (1548 – 1620) 3) История создания динамики несвободной системы связана с развитием принципа возможных перемещений, выражающим общие условия равновесия системы. Этот принцип был впервые применен голландским ученым Стевином при рассмотрении равновесия блока. Он же доказал закон равновесия тела на наклонной плоскости, исходя из невозможности вечного двигателя. Стевин сформулировал правило векторного сложения сил — правда, только для частного случая перпендикулярных сил. Около 1600 г. Стевин продемонстрировал согражданам своё изобретение — сухопутную парусную яхту на колёсах, и прокатил на ней принца вдоль побережья быстрее, чем на лошади. 4) Галилей Галилео (15641642) 4)Заложил основы современной механики: выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений; открыл изохронность колебаний маятника; первым исследовал прочность балок. Галилей экспериментально установил количественный закон падения тел в пустоте, согласно которому расстояния, проходимые падающим телом в одинаковые промежутки времени, относятся между собой, как последовательные нечетные числа. Галилей установил законы движения тяжелых тел по наклонной плоскости, показав, что, падают ли тяжелые тела по вертикали или по наклонной плоскости, они всегда приобретают такие скорости, которые нужно сообщить им, чтобы поднять их на ту высоту, с которой они упали. Переходя к пределу, он показал, что на горизонтальной плоскости тяжелое тело будет находиться в покое или будет двигаться равномерно и прямолинейно. Складывая горизонтальное и вертикальное движения тела (это первое в истории механики сложение конечных независимых движений), он доказал, что тело, брошенное под углом к горизонту, описывает параболу, и показал, как рассчитать длину полета и максимальную высоту траектории. Галилей впервые выяснил, что тяжелые предметы падают вниз так же быстро, как и легкие. Чтобы проверить это предположение Галилео Галилей сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро массой 80 кг и значительно более легкую мушкетную пулю массой 200 г. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму и достигли земли одновременно. Галилей использовал наклонную плоскость с гладкой канавкой посередине, по которой скатывались латунные шары. По водным часам он засекал определённый интервал времени и фиксировал расстояния, которые за это время преодолевали шары. Галилей выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше (т.е. зависимость квадратичная). Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды. Он также обнаружил, что периоды колебаний маятника соотносятся как квадратные корни из его длины. Галилей доказал, что максимальная дальность полёта брошенного тела достигается для угла броска 45°. 5) Рене Декарт (1596-1650) 5)Физические исследования Декарта относятся главным образом к механике, оптике. Основными видами движения Декарт считал движение по инерции, которое сформулировал (1644) так же, как позднее Ньютон, и материальные вихри, возникающие при взаимодействии одной материи с другой. Взаимодействие он рассматривал чисто механически, как соударение. Декарт ввёл понятие количества движения, сформулировал (в нестрогой формулировке) закон сохранения движения (количества движения), однако толковал его неточно, не учитывая, что количество движения является векторной величиной (1664). 6) Христиан Гюйгенс (1629 – 1695) 6)Ему принадлежит дальнейшее развитие понятий ускорения при криволинейном движении точки (центростремительное ускорение). Гюйгенс также решил ряд важнейших задач динамики – движение тела по кругу, колебания физического маятника, законы упругого удара. Он первый сформулировал понятия центростремительной и центробежной силы, момента инерции, центра колебания физического маятника. Но основная его заслуга состоит в том, что он первый применил принцип, по существу эквивалентный принципу живых сил (центр тяжести физического маятника может подняться только на высоту, равную глубине его падения). Пользуясь этим принципом, Гюйгенс решил задачу о центре колебания маятника – первую задачу динамики системы материальных точек. Исходя из идеи сохранения количества движения, он создал полную теорию удара упругих шаров. В 1657 году Гюйгенс издал описание устройства изобретённых им часов с маятником. Часы Гюйгенса обладали хорошей точностью, и учёный далее неоднократно, на протяжении почти 40 лет, обращался к своему изобретению, совершенствуя его и изучая свойства маятника. Гюйгенс намеревался применить маятниковые часы для решения задачи определения долготы на море, но существенного продвижения не добился. В 1673 году Гюйгенс опубликовал классический труд по механике «Маятниковые часы». В первой части труда Гюйгенс описывает усовершенствованный, циклоидальный маятник, который обладает постоянным временем качания независимо от амплитуды. Для объяснения этого свойства автор посвящает вторую часть книги выводу общих законов движения тел в поле тяжести — свободных, движущихся по наклонной плоскости, скатывающихся по циклоиде. Надо сказать, что это усовершенствование не нашло практического применения, поскольку при малых колебаниях повышение точности от циклоидального привеса незначительно. Однако сама методика исследования вошла в золотой фонд науки. Гюйгенс выводит законы равноускоренного движения свободно падающих тел, основываясь на предположении, что действие, сообщаемое телу постоянной силой, не зависит от величины и направления начальной скорости. Выводя зависимость между высотой падения и квадратом времени, Гюйгенс делает замечание, что высоты падений относятся как квадраты приобретенных скоростей. Далее, рассматривая свободное движение тела, брошенного вверх, он находит, что тело поднимается на наибольшую высоту, потеряв всю сообщенную ему скорость, и приобретает её снова при возвращении обратно. От движения тела по наклонной прямой Гюйгенс переходит к движению по ломаной линии и далее к движению по какой-либо кривой, причём доказывает, что скорость, приобретаемая при падении с какой-либо высоты по кривой, равна скорости, приобретаемой при свободном падении с той же высоты по вертикальной линии, и что такая же скорость необходима для подъёма того же тела на ту же высоту как по вертикальной прямой, так и по кривой. В четвёртой части излагается теория физического маятника; здесь Гюйгенс решает ту задачу, которая не давалась стольким современным ему геометрам, — задачу об определении центра качаний. Он основывается на следующем предложении: Если сложный маятник, выйдя из покоя, совершил некоторую часть своего качания, большую полуразмаха, и если связь между всеми его частицами будет уничтожена, то каждая из этих частиц поднимется на такую высоту, что общий центр тяжести их при этом будет на той высоте, на которой он был при выходе маятника из покоя. Это предложение, не доказанное у Гюйгенса, является у него в качестве основного начала, между тем как теперь оно представляет простое следствие закона сохранения энергии. Теория физического маятника дана Гюйгенсом вполне в общем виде и в применении к телам разного рода. Гюйгенс исправил ошибку Галилея и показал, что провозглашённая последним изохронность колебаний маятника имеет место лишь приближённо. Он отметил также ещё две ошибки Галилея в кинематике: равномерное движение по окружности связано с ускорением (Галилей это отрицал), а центробежная сила пропорциональна не скорости, а квадрату скорости. В последней, пятой части своего сочинения Гюйгенс дает тринадцать теорем о центробежной силе. Эта глава даёт впервые точное количественное выражение для центробежной силы, которое впоследствии сыграло важную роль для исследования движения планет и открытия закона всемирного тяготения. Объяснил влияния центробежной силы на направление силы тяжести и на длину секундного маятника на разных широтах. Изобретение часовой спирали, заменяющей маятник, крайне важное для навигации. В 1675 году запатентовал карманные часы. Первый призвал выбрать всемирную натуральную меру длины, в качестве которой предложил 1/3 длины маятника с периодом колебаний 1 секунда (это примерно 8 см). 7) Исаак Ньютон (1643–1727) 7)Сформулировал основные законы классической механики. Открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики. Первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Таким образом, первый закон Ньютона устанавливает существование инерциальных систем отсчета, второй и третий законы Ньютона выполняются только в этих системах отсчета. Эти законы не применимы для движения объектов очень малых размеров, как атомы, и при движениях со скоростями близкими к скоростям света. Заслугой Ньютона является решение двух фундаментальных задач. 1)Создание для механики аксиоматической основы, которая фактически перевела эту науку в разряд строгих математических теорий. 2)Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил). Кроме того, Ньютон окончательно похоронил укоренившееся с античных времён представление, что законы движения земных и небесных тел совершенно различны. В его модели мира вся Вселенная подчинена единым законам, допускающим математическую формулировку. Аксиоматика Ньютона состояла из трёх законов, которые сам он сформулировал в следующем виде. 1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. 2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. 3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны. Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения и сила. Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств. 8) Леонард Эйлер (1707-1783) 8)Ему принадлежит общепринятый метод кинематического описания движения твердого тела при помощи трех эйлеровых углов. Фундаментальную роль в дальнейшем развитии динамики и многих ее технических приложений сыграли установленные Эйлером основные дифференциальные уравнения вращательного движения твердого тела вокруг неподвижного центра. Эти уравнения явились аналитическим выражением открытой им теоремы моментов количества движения, которая представляет собой необходимое дополнение к закону о количестве. В “Механике” Эйлера дана близкая к современной формулировка закона “живых сил” для случая прямолинейного движения и отмечено наличие таких движений материальной точки, при которых изменение живой силы при переходе точки из одного положения в другое не зависит от формы траектории. Этим было положено начало понятия потенциальной энергии. Эйлер – основоположник гидромеханики. Им были даны основные уравнения динамики идеальной жидкости; ему принадлежит заслуга создания основ теории корабля и теории устойчивости упругих стержней; Эйлер заложил основу теории расчета турбин, выведя турбинное уравнение; в прикладной механике имя Эйлера связано с вопросами кинематики фигурных колес, расчета трения между канатом и шкивом и многими другими. В 1765 году в книге «Теория движения твёрдых тел» Эйлер математически описал кинематику твёрдого тела конечных размеров (до него исследовалось в основном движение точки). Его имя также носят кинематическая формула распределения скоростей в твёрдом теле, уравнения динамики твёрдого тела, важный случай интегрируемости в динамике твёрдого тела. 9) Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765) 9)Ему принадлежит материалистическая трактовка процессов взаимодействия двух тел: “когда одно тело ускоряет движение другого и сообщает ему часть своего движения, то только так, что само теряет такую же часть движения”. Он является одним из основоположников кинетической теории теплоты и газов, автором закона сохранения энергии и движения. В рамках метеоисследований, в том числе измерений на разных высотах, М. В. Ломоносов разработал летательный аппарат вертикального взлёта — первый прототип вертолёта, при двух равных винтах на параллельных осях, равноудалённых от центра тяжести и оси прибора. Однако он не подразумевал пилотируемых полётов — только подъём метеоприборов. 10) В трактате «Аналитическая механика» (1788) в основу статики положил принцип возможных перемещений, придал уравнениям движения формулу, названную его именем. Уравнение Лагранжа используется в гидродинамике и общей механике. 10) Жозеф Луи Лагранж (17361813) 11)Михаил Васильевич Остроградский (1801-1861) 11) Он первый рассмотрел связи, зависящие от времени, ввел новое понятие о неудерживающих связях, т. е. связях, выражающихся аналитически при помощи неравенств, и обобщил на случай такого рода связей принцип возможных перемещений и общее уравнение динамики. Остроградскому принадлежит также приоритет в рассмотрении дифференциальных связей, накладывающих ограничения на скорости точек системы; аналитически такие связи выражаются при помощи неинтегрируемых дифференциальных равенств или неравенств. 12)Жан-Бернар Фуко (18191868) 12) Французский физик экспериментально доказал вращение Земли вокруг оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Колебания маятника Фуко зависит от того, как они были возбуждены. Если маятник отклонить на максимальный угол, а затем отпустить его без начальной скорости , то маятник будет колебаться. Скорость движения маятника в положении максимального отклонения будет равна нулю Несколько иной характер траектории получится, если маятник приводится в движение коротким толчком из положения равновесия. Скорость маятника в положении максимального отклонения соответствует скорости вращения Земли на широте наблюдения. 13) Кирхгофом были предложены основы теории движения твердого тела в идеальной жидкости в 1869 году. Кирхгоф обнародовал ряд замечательных работ по механике, относящихся главным образом к теории деформации, равновесия и движения упругих тел. 13)Густав Кирхгоф (1824-1887) 14)Иван Алексеевич Вышнеградский (1831-1895) 14) С конца 1860-х гг. до 1878 служил инженероммехаником в Главном артиллерийском управлении, где по его разработкам был оборудован Охтинский пороховой завод, механические мастерские Петербургского арсенала. В 1877 г. в работе “О регуляторах прямого действия” Вышнеградский впервые сформулировал известное неравенство, которому должна удовлетворять устойчиво работающая машина, снабженная регулятором. Среди сконструированных им машин: автоматический пресс для изготовления призматического пороха, подъёмные машины, пресс для испытания материалов, механический перегружатель грузов (для речного порта) и др. 15)Николай Егорович Жуковский (1847-1921) 15) Ряд исследований Жуковского был посвящен теории движения тяжелого твердого тела вокруг неподвижной точки. Много внимания Жуковский уделил проблеме устойчивости движения. Ей была посвящена его докторская диссертация «О прочности движения» (1879, издана в 1882), послужившая основой для исследования устойчивости аэропланов в воздухе. В 1882 и 1886 в связи с выдвинутой тогда технической проблемой создания судов с реактивными двигателями Жуковский дал методы расчета воздействия на сосуд втекающей в него и вытекающей из него жидкости. К работам по гидромеханике относится исследование по теории качки морских судов. Важным вопросам гидродинамики была посвящена магистерская диссертация Жуковского «Кинематика жидкого тела» (1876), в которой он предложил геометрическую теорию движения изменяемой системы. В 1886 Жуковский создал свой курс «Лекции по гидродинамике», оказавший большое влияние на развитие этой области механики в России. Характерная для Жуковского практическая направленность научного творчества особенно отчетливо проявилась в его классических исследованиях по гидравлике. Этот цикл был связан с важнейшей технической проблемой водоснабжения крупных городов. Исследования Жуковского по фильтрации впоследствии были с большим успехом применены к вопросам механики добычи нефти. Теоретические и экспериментальные исследования сложного явления гидравлического удара позволили Жуковскому дать законченную теорию гидравлического тарана . В 1904 году Жуковский открыл закон, определяющий подъёмную силу крыла самолёта; определил основные профили крыльев и лопастей винта самолёта; разработал вихревую теорию воздушного винта. 16)Александр Михайлович Ляпунов (1857-1918) 16) 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 энергия), что во все последующее время частица не выйдет за пределы сферы радиуса r, то положение равновесия в данной точке называется устойчивым. С помощью этого метода Ляпунов в своих теоремах об устойчивости по первому приближению указал границы применимости метода малых колебаний материальной системы около положения ее устойчивого равновесия. 17) Ему принадлежат труды по механике тел переменной массы, ставшие теоретической основой разработок многих проблем реактивной техники, основополагающая роль в создании новой области теоретической механики – динамики переменной массы. 17)Иван Васильевич Мещерский (1859-1935) 18) Участник проектирования и постройки первых русских линкоров. Труды по теории корабля, магнитных и гироскопических компасов, артиллерии, механике, математике, истории науки. Создал ряд корабельных и артиллерийских приборов. 18)Алексей Николаевич Крылов (1863-1945) 19) Труды по теоретической механике, гидро-, аэро- и газовой динамике. Чаплыгину принадлежит фундаментальное исследование в области газовой динамики, указавшее на многие десятки лет вперед пути развития аэродинамики больших скоростей. 19)Сергей Алексеевич Чаплыгин (1869-1842) 20) Мандельштамом совместно с Папалекси выполнены основополагающие исследования по нелинейным колебаниям. 20)Леонид Исаакович Мандельштам (1879-1944) 21)Николай Дмитриевич Папалекси (1880-1947) 21) Совместно с Мандельштамом выполнил основополагающие исследования по нелинейным колебаниям. Основные работы в области радиофизики, радиотехники, теории нелинейных колебаний. Разрабатывал ламповые приемники для оборонных целей. Работал над усовершенствованием радиотелефонной связи. Внес большой вклад в теорию нелинейных колебаний. Создал параметрические генераторы.
