Теоретическая механика. Часть II. Динамика. Аналитическая механика. Манжосов В.К - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

5
В основе теоретической механики лежат законы Ньютона, с которыми читатели
знакомы из курса физики (анализ этих законов будет приведен в разделе динамики), и
система других аксиом. Законы Ньютона представляют собой объективные законы природы
и имеют опытное происхождение. Точно так же и другие аксиомы механики, как и все
человеческие знания, имеют опытное происхождение. Не следует забывать, что аксиомы
механики являются относительными истинами: они соответствуют данной ступени
исторического развития и отражают достигнутый уровень человеческих знаний.
С расширением и углублением наших познаний об объективной реальности аксиомы
механики подлежат опытной проверке, обоснованию и уточнению. При этом может
оказаться, что принятая система аксиом является устаревшей, не соответствующей данному
уровню знаний. Такому пересмотру подверглись основы классической механики (начало
XX в.) в связи с появлением теории относительности (релятивистской механики).
Тогда же были уточнены и углублены такие понятия механики, как масса и энергия,
пространство и время. Оказалось, что классическая механика, основанная на законах
Ньютона, является первым приближением к релятивистской.
Классическую механику следует рассматривать как механику малых скоростей (малых
по сравнению со скоростью света с = 3 · 10
8
м/с). При скоростях, соизмеримых со скоростью
света, проявляются иные законы так называемой релятивистской механики.
Приведем некоторые сведения из истории механики. Подобно всем другим наукам
механика возникла и развивалась под влиянием практических нужд человеческого общества.
Она является одной из древнейших наук, и ее история насчитывает приблизительно 25 веков
напряженных исканий. В примитивном виде первичные понятия механики, в частности,
понятия силы и скорости, появились еще в античный период. Чисто практическое
применение катков, наклонной плоскости, рычага, блоков при постройке грандиозных
сооружений древности (пирамиды, дворцы и т. п.) накапливало определенный опыт и,
очевидно, должно было привести к обобщению этого опыта, к установлению некоторых
законов механики (статики). Так, в трактате «Механические проблемы» Аристотель
(384 – 322 до н. э.) рассматривает конкретные практические задачи при помощи метода,
основанного на законе рычага. Однако первые попытки установления динамических законов
оказались неудачными. Аристотель ошибочно полагал, что скорости падающих тел
пропорциональны их весам и что равномерное и прямолинейное движение является
результатом действия постоянной силы. Потребовалось почти два тысячелетия, чтобы
преодолеть эти ошибочные представления и заложить научные основы динамики. К числу
бесспорных достижений античной механики следует отнести работы Архимеда
(287 – 212 до н. э.), который был не только выдающимся инженером своего времени, но и
дал ряд научных обобщений, относящихся к гидростатике (закон Архимеда), учению о
равновесии и центре тяжести.
В течение XIV – XVII столетий под влиянием торгового мореплавания и военного дела
возник обширный комплекс задач, связанных с движением небесных тел, полетом снарядов,
прочностью кораблей, ударом тел. Решение этих задач не могло быть осуществлено старыми
методами и требовало, прежде всего, установления связи между движением и причинами,
вызывающими его изменение.
Созданию основ динамики предшествовал сравнительно длительный период
накопления опытных данных и их научного анализа. Здесь необходимо, прежде всего,
отметить работы Н. Коперника (1473 – 1543), который на основе данных, установленных
многовековыми наблюдениями, показал, что планеты обращаются не вокруг Земли, а вокруг
Солнца. Дальнейший шаг к изучению движения небесных тел сделал Иоганн Кеплер
(1571 – 1630). Обрабатывая многочисленные наблюдения своего учителя Тихо Браге, он
установил три закона движения планет.
К этому же периоду относятся работы Галилео Галилея (1564 – 1642).

Страницы