Античная механика

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Января 2014 в 14:59, реферат

Описание работы

Аристотель родился в греческом городе Стагире, расположенном рядом с Македонией. В 366 г. до н.э. он приехал в Афины в академию Платона и проучился у него около двадцати лет; в 343г. до н.э. стал воспитателем Александра Македонского; в 339 г. до н.э. Аристотель организовал в Афинах свой Ликей и успешно руководил им 13 лет. Умер Аристотель в 322 году до н. э. на острове Эвбея.

Содержание работы

Введение
3
1. Античная механика.

1.1 Система Аристотеля.
4
1.2 Механика Архимеда.
7
1.3 «Механика» Герона Александрийского.
9
2. Средневековье и Возрождение.

2.1 Восточная механика.
11
2.2 Европейская механика в эпоху Позднего Средневековья и Возрождения.
13
2.3 Леонардо Да Винчи как механик.
15
3. Механика XVII века.

3.1 Первый астроном нашего времени.
18
3.2 Механика Галилея. Принцип мысленного эксперимента.
20
3.3 Рене Декарт.
24
3.4 Механика Ньютона.
25
Список использованной литературы.
28

Файлы: 1 файл

Механика от Аристотеля до Ньютона.docx

— 227.48 Кб (Скачать файл)

5 марта 1616 года Рим официально  определяет гелиоцентризм как  опасную ересь:

Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира —  мнение нелепое, ложное с философской  точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.

Утверждать, что Земля  не находится в центре мира, что  она не остаётся неподвижной и  обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с  философской и греховное с  религиозной точки зрения.

Папа Павел V утвердил это решение. Книга Коперника была включена в  Индекс запрещённых книг «до её исправления». Декрет конгрегации предписал:

Чтобы никто отныне, какого бы он ни был звания и какое бы ни занимал положение, не смел печатать их или содействовать печатанию, хранить их у себя или читать, а всем, кто имеет или впредь будет иметь их, вменяется в обязанность немедленно по опубликовании настоящего декрета представить их местным властям или инквизиторам.

Всё это время (с декабря 1615 по март 1616 года) Галилей провёл в Риме, безуспешно пытаясь повернуть дело в иную сторону. Он смог добиться только заверений, что лично ему ничего не грозит, однако впредь всякая поддержка «коперниканской ереси» должна быть прекращена.

После рокового декрета 1616 года Галилей  на несколько лет сменил направление  борьбы — теперь он сосредотачивает  усилия преимущественно на критике  Аристотеля, чьи сочинения также  составляли базу средневекового мировоззрения.

В 1624 году Галилей опубликовал «Письма к Инголи»; это ответ на антикоперниканский трактат богослова Франческо Инголи. Галилей сразу оговаривает, что не собирается защищать коперниканство, а желает всего лишь показать, что у него имеются прочные научные основания. Но главная научная ценность этого сочинения - закладка основ новой, неаристотелевской механики, развёрнутая 12 лет спустя в последнем сочинении Галилея, «Беседы и математические доказательства двух новых наук». Уже в «Письмах к Инголи» Галилей ясно формулирует принцип относительности для равномерного движения:

    Результаты стрельбы  будут всегда одинаковые, к какой  бы стране света она ни была направлена - это произойдет потому, что так же должно получаться, будет ли Земля в движении или стоять неподвижно. Дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью; тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы [в происходящем].

Господствовавшая  в  эту эпоху схоластическая физика, основавшаяся на поверхностных наблюдениях и  умозрительных  выкладках,  была  засорена представлениями о движении вещей в соответствии с их "природой" и целью,  о естественной тяжести и легкости тел, о "боязни пустоты", о совершенстве кругового движения и другими ненаучными домыслами,  которые сплелись  в  запутанный узел с религиозными догматами и библейскими мифами.  Галилей путем ряда блестящих   экспериментов постепенно распутал его и создал важнейшую отрасль механики — динамику, т. е. учение о движении тел.  

 Занимаясь вопросами механики, Галилей открыл ряд ее фундаментальных законов: 

    • пропорциональность пути, проходимого падающими телами,  квадратам времени их падения;
    • равенство скоростей падения тел различного веса в  безвоздушной  среде; 
    • сохранение прямолинейного равномерного движения, сообщенного какому-либо телу,  до тех пор, пока какое-либо внешнее воздействие не прекратит его (что впоследствии получило название закона инерции)

Галилей считается одним из основателей  механицизма. Этот научный подход рассматривает  Вселенную как гигантский механизм, а сложные природные процессы — как комбинации простейших причин, главная из которых — механическое движение. Анализ механического движения лежит в основе работ Галилея.

 

 

 

 

 

 

3.3. Рене Декарт

«Декарт родился с сильным  и живым воображением, благодаря  которому он стал незаурядным человеком как в своей частной жизни, так и в свойственном ему методе рассуждения.» Вольтер

Рене Декарт (фр. René Descartes 31 марта 1596 - 11 февраля 1650) - французский математик, философ, физик и физиолог, создатель аналитической геометрии и современной алгебраической символики, автор метода радикального сомнения в философии, механицизма в физике, предтеча рефлексологии.

Родившись в дворянской семье, Рене получил хорошее образование. В 1606 году отец отправил его в иезуитскую коллегию Ла Флеш. Учитывая не очень крепкое здоровье Декарта, ему делали некоторые послабления в строгом режиме этого учебного заведения, например, разрешали вставать позже других. Приобретя в коллегии немало познаний, Рене Декарт в то же время проникся антипатией к схоластической философии, которую он сохранил на всю свою жизнь.

После окончания коллегии Декарт продолжил  образование. В 1616 в университете Пуатье он получил степень бакалавра  права. В 1617 Декарт поступает на службу в армию и много путешествует по Европе.

1619 год в научном отношении  оказался ключевым для Декарта.  Именно в это время, как Рене  сам писал в дневнике, ему открылись  основания новой «удивительнейшей  науки». Скорее всего, Декарт имел  в виду открытие универсального  научного метода, который он впоследствии  плодотворно применял в самых  разных дисциплинах.

В 1628 Рене Декарт более чем на 15 лет обосновывается в Нидерландах, но не поселяется в каком-то одном  месте, а около двух десятков раз меняет место жительства.

В 1633, узнав об осуждении церковью Галилея, Декарт отказывается от публикации натурфилософской работы «Мир», в которой  излагались идеи естественного возникновения  вселенной по механическим законам  материи.

В 1637 году вышла в свет «Диоптрика», где содержались законы распространения  света, отражения и преломления, идея эфира как переносчика света, объяснение радуги. Декарт первый математически  вывел закон преломления света  на границе двух различных сред.

В 1644 году Рене Декартом было введено понятие импульса. Так как физическое понятие массы в то время отсутствовало, он определил импульс как произведение «величины тела на скорость его движения».

Одно из крупнейших открытий Декарта - понятие о рефлексе и принцип рефлекторной деятельности, ставшее фундаментальным для последующей психологии, было совершено с помощью механицизма. Схема рефлекса сводилась к следующему. Декарт представил модель организма как работающий механизм. При таком понимании живое тело не требует более вмешательства души; функции «машины тела», к которым относятся «восприятие, запечатление идей, удержание идей в памяти, внутренние стремления совершаются в этой машине как движения часов».

3.4 Механика Ньютона.

«Гипотез не измышляю.» Исаак Ньютон.

Исаак Ньютон широко известен как  автор фундаментального труда «Математические  начала натуральной философии», в  котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета и многие другие математические и физические теории.

Этот выдающийся ученый родился 25 декабря 1642 года в деревне Вулсторп. Отец Ньютона не дожил до рождения сына. Мальчик родился преждевременно, был болезненным, поэтому его долго не решались крестить. И всё же он выжил, был крещён, и назван Исааком в честь покойного отца. Факт рождения под Рождество Ньютон считал особым знаком судьбы. Несмотря на слабое здоровье в младенчестве, он прожил 84 года.

В 1655 году 12-летнего Ньютона отдали учиться в расположенную неподалёку школу в Грэнтеме, где он жил в доме аптекаря Кларка. Вскоре мальчик показал незаурядные способности, однако в 1659 году мать Анна вернула его в поместье и попыталась возложить на 16-летнего сына часть дел по управлению хозяйством. Попытка не имела успеха — Исаак предпочитал всем другим занятиям чтение книг, стихосложение и особенно конструирование различных механизмов. В это время к Анне обратился Стокс, школьный учитель Ньютона, и начал уговаривать её продолжить обучение необычайно одарённого сына; к этой просьбе присоединились дядя Уильям и грэнтемский знакомый Исаака (родственник аптекаря Кларка) Хэмфри Бабингтон, член Кембриджского Тринити-колледжа. Объединёнными усилиями они, в конце концов, добились своего. В 1661 году Ньютон успешно окончил школу и отправился продолжать образование в Кембриджский университет.

28 апреля 1686 года первый том «Математических  начал» был представлен Королевскому  обществу. Все три тома, после  некоторой авторской правки, вышли  в 1687 году.

Как физический, так и математический уровень труда Ньютона несопоставимы с работами его предшественников. В нём совершенно (за исключением философских отступлений) отсутствует аристотелева или декартова метафизика, с её туманными рассуждениями и неясно сформулированными, часто надуманными «первопричинами» природных явлений. Ньютон, например, не провозглашает, что в природе действует закон тяготения, он строго доказывает этот факт, исходя из наблюдаемой картины движения планет. Метод Ньютона — создание модели явления, «не измышляя гипотез», а потом уже, если данных достаточно, поиск его причин. Такой подход, начало которому было положено Галилеем, означал конец старой физики. Математический аппарат и общую структуру книги Ньютон сознательно построил максимально близкими к тогдашнему стандарту научной строгости — «Началам» Евклида.

В первой главе Ньютон определяет базовые понятия — масса, сила, инерция («врождённая сила материи»), количество движения и др. Постулируются  абсолютность пространства и времени, мера которых не зависит от положения  и скорости наблюдателя. На основе этих чётко определённых понятий формулируются  три закона ньютоновой механики. Впервые даны общие уравнения движения, причём, если физика Аристотеля утверждала, что скорость тела зависит от движущей силы, то Ньютон вносит существенную поправку: не скорость, а ускорение.

 

 

Законы Ньютона автор 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 (Первый Закон Ньютона).

Современная формулировка: «Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.»

  1. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует (Второй Закон Ньютона).

Современная формулировка: «В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.» Этот закон можно записать в виде формулы:

где      - сила, приложенная к материальной точке;

   - масса материальной точки;

 - ускорение материальной точки. 

  1. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Современная формулировка: Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

Законы Ньютона являются основными  законами механики. Из них могут  быть выведены уравнения движения механических систем. Однако не все законы механики можно вывести из законов Ньютона. Например, закон всемирного тяготения  или закон Гука не являются следствиями  трёх законов Ньютона.

Список использованной литературы.

 

  1. Забытые изобретения Герона Александрийского http://www.romanenko.ua/ru/library/article_heron.html
  2. История механики http://www.ihst.ru/aspirans/new_progr/fi_meh.htm#_Toc94059866
  3. Свободная энциклопедия ВикипедиЯ http://ru.wikipedia.org
  4. Д.К.Самин:100 великий ученых. http://kovalencko.ucoz.ru/Electron_book_/100-velikih-uchjonyh.pdf
  5. Архимед. Закон Архимеда. Биография Архимеда, Архимедовы спираль и винт. http://www.abc-people.com/data/archimed/index.htm
  6. Большая Советская Энциклопедия http://bse.sci-lib.com/
  7. Средневековый период развития естествознания http://studentu-vuza.ru/kontseptsiya-sovremennogo-estestvoznaniya/lektsii/srednevekovyiy-period-razvitiya-estestvoznaniya.html
  8. "Книга о карастуне" Сабита ибн Корры http://texnooboz.ru/kniga-o-karastune-sabita-ibn-korry
  9. Абд ар-Рахман ал-Хазини - Биография http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Khazini.html
  10. Звезда Аль Бируни http://umma.org.ua/ru/persons/Zvezda_Al-Biruni/224
  11. Оксфордская и Парижская школы средневековой механики http://www.referat.star-info.ru/info_135213
  12. Николай Коперник. Биография. http://to-name.ru/biography/nikolaj-kopernik.html
  13. Рене Декарт. Биография http://to-name.ru/biography/rene-dekart.htm
  14. Инженер Леонардо Да Винчи. http://larece.ru/?p=5797
  15. Галилео Галилей. Этюды о ученых. http://readitall.ru/science/0003.html

Информация о работе Античная механика