Online video hd
Смотреть крупно видео
Официальный сайт interaktiveboard 24/7/365
Смотреть видео бесплатно
|
||||||||||||
|
Рефераты
Физика (654)Механика от Аристотеля до Ньютона
Размер: 81.74 KB
Скачан: 52 Добавлен: 09.10.2005 Министерство образования Реферат По Физике Механика от Аристотеля до Ньютона 2000-01 уч. год. Основная часть 1. Античная механика По мере накопления знаний о мире задача их систематизации становилась всё более насущной. Эта задача была выполнена одним из величайших мыслителей древности( Аристотелем (384-322гг. до н. э.) [pic] «Аристотель( «самая универсальная голова» среди древнегреческих философов», сказал Ф. Энгельс про этого великого учёного Древней Греции. Аристотель родился в Греции , в г. Стагире, расположенном рядом с В 366 г. до н. э. он приехал в Афины в академию Платона и пробыл там вместе с Платоном около 20-ти лет. В 339 г. до н. э. Аристотель организовал в Афинах свой Лицей и успешно руководил им 13 лет. Умер Аристотель в 322 году до н. э. на острове Эвбея. В аристотелевской натурфилософии фундаментальное место занимает учение о движении. Движение он понимает в широком смысле, как изменение вообще, различая изменения качественные, количественные и изменения в пространстве. Кроме того в понятие движения он включает психологические и социальные изменения - там, где речь идёт об усвоении человеком знаний или об обработке материалов. Понятие движение включает в себя также переход из одного состояния в другое, например из бытия в небытие. Все механические движения Аристотель делит на три вида: круговые, естественные и насильственные. Круговое движение - это самое совершенное движение, присущее только небесному миру. Это движение вечно и неизменно, и причиной его является перводвигатель - бог, живущий за сферой неподвижных звёзд, где кончается материальная Вселенная. Земные же движения, где всё несовершенно и имеет начало и конец, бывают естественные и насильственные. Естественное движение- это движение тяжёлого тела вниз к центру Мира, к центру Земли, и лёгкого вверх. Это движение тел происходит само собой, в результате стремления тела занять своё естественное место. Оно не нуждается в силах. Все остальные движения на Земле насильственные и могут происходить только под действием внешних сил ( в том числе равномерное и прямолинейное движение). Свой основной принцип динамики Аристотель формулирует так: « Всё, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого». У Аристотеля мы находим также и соображения, дающие основание для, количественного определения силы. Для того чтобы лучше разобраться в сути дела 4 введём некоторые современные термины и обозначения: f- сила, действующая на тело, р(вес тела. Рассуждения Аристотеля сводятся к следующему: сила пропорциональна произведению скорости тела, к которому она приложена, на его вес, т.е. f= pv = ps/t , где s- пройденный путь, t- соответствующее время, а v - скорость. Но вместе с тем Аристотель верил в бога, противопоставлял земное и небесное, в центре ограниченной Вселенной он поместил неподвижную Землю, как тело, обладающее наибольшей тяжестью. За эти и подобные им моменты в учении Аристотеля ухватилась церковь, превратив их в догмы. Аристотеля называют крёстным отцом физики: ведь название его книги 2. Механика эпохи Возрождения В середине (( века в Европе начинается быстрый рост городов, отделение ремесленного (промышленного) производства от натурального хозяйства. Этот период является началом широкого протестантского движения против духовной диктатуры католической церкви. В этой обстановке рождалось новое естествознание. Ф. Энгельс так охарактеризовал начавшиеся со второй половины (( века период в истории науки: «Это был величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая нуждалась в титанах и породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учёности...». И среди этих титанов эпохи Возрождения Ф. Энгельс одним из первых называет Леонардо да Винчи ( 1452-1519 гг.), «которому обязаны важнейшими открытиями самые разнообразные области физики». «Опыт( отец всякой достоверности. Мудрость( дочь опыта.» утверждал этот великий учёный. Леонардо да Винчи родился 15 апреля 1452 года в небольшом городке С 1472 по 1482 год он живёт и работает во Флоренции, с 1482 по 1499 год ( в Милане, затем снова во Флоренции ( 1499(1506 ) и в Милане ( «Механика( рай математических наук»,( говорил Леонардо, много времени и энергии отдавая её изучению. Работы Леонардо в области механики могут быть сгруппированы по следующим разделам: законы падения тел; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; законы движения тела по наклонной плоскости; влияние трения на движение тел; теория простейших машин( рычаг, наклонная плоскость, блок ); вопросы сложения сил; определение центра тяжести тел; вопросы, связанные с сопротивлением материалов. Перечень этих вопросов делается ёщё более значительным, если учесть, что многие из них разбирались вообще впервые. Остальные же, если и рассматривались до него, то базировались в основном на умозаключениях Он высказывал много ценных мыслей, касающихся сохранения движения, подходя 5 вплотную к закону инерции. «Импульс» ( impeto ) есть отпечаток движения, который движущее переносит на движимое. Импульс( сила, запечатлённая движущим в движимом. Каждый отпечаток тяготеет к постоянству или желает постоянства… Леонардо знал и использовал в своих работах метод разложения сил. Для движения тел по наклонной плоскости он ввёл понятие о силе трения, связав её с силой давления тела на плоскость и правильно указав направление этих сил. Ещё до Леонардо да Винчи учёные занимались теорией рычага и блока. Очень характерно для механики Леонардо да Винчи стремление вникнуть в сущность колебательного движения. Он приблизился к современной трактовке понятия резонанса, говоря о росте колебаний при совпадении собственной частоты системы с частотой извне. « Удар в колокол получает отклик и приводит в движение другой подобный колокол, и тронутая струна лютни находит ответ и приводит в слабое движение другую подобную струну той же высоты на другой лютне». Леонардо да Винчи впервые и много занимался вопросами полёта. Первые исследования, рисунки и чертежи, посвящённые летательным аппаратам, относятся примерно к 1487 году (первый Миланский период). В первом летательном аппарате применялись металлические части; человек располагался горизонтально, приводя механизм в движение руками и нагами. В дальнейшем Леонардо заменил металл деревом и тростником, верёвки( жёсткими передачами, а человека расположил вертикально. Он стремился освободить руки человека: «Человек в своём летательном аппарате должен сохранять полную свободу движений от пояса и выше( У человека запас силы в ногах больше, чем нужно по его весу». Однако отсутствие уверенности в том, что этой силы достаточно для успешного полёта в любых условиях, привело его к мысли об использовании пружины как двигателя и о планере, с которым можно осуществить если не полный полёт, то хотя бы парение в воздухе. Он построил модель планера и готовил его испытание. Стремление обезопасить человека в процессе этих испытаний побудило его к изобретению парашюта. Трудно перечислить все инженерные проблемы, над которыми работал пытливый ум Леонардо. Умер он в 1519 году во Франции. Любуясь сегодня великолепными картинами Леонардо да Винчи, рассматривая его остроумные проекты его различных сооружений, перечитывая глубокие мысли учёного, благодарное человечество воздаёт и будет воздавать дань этому гиганту из гигантов эпохи Возрождения. Однако кроме статики исследовались вопросы астрономии. «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости, было издание бессмертного творения в котором Коперник бросил 6 стоял на плечах гигантов». Одним из этих гигантов был Николай Коперник Н. Коперник родился в городе Торуне 19 февраля 1473 года. В 1491 году Н. Коперник поступил в Краковский университет, где увлекался астрономией, сохранив своё увлечение до конца своих дней. В 1494 году, не закончив Краковский университет, Коперник возвратился домой. В начале 1506 года Н. Коперник возвратился на родину, принеся с собой в далёкую Вармию новые знания и дух Ренесанса, неудовлетворённость космологическими построениями великого астронома древности Клавдия Несмотря но свою занятость, он продолжал усиленно заниматься астрономией. Что же сделал Коперник в этой области? Сейчас это знают все люди, начиная со школьного возраста, и, возможно, поэтому грандиозность содеянного Коперником в прозе обыденных и привычных знаний. А ведь Коперник создал научную картину мира и, заложив тем самым, по словам академика Но «Малый Комментарий» был лишь «пристрелочным» трудом. Нужны были очень веские доказательства выдвинутых положений. В 1532 году, накануне своего шестидесятилетия, Коперник закончил труд всей своей жизни «О вращениях небесных тел». Но нужно ли и можно ли его печатать? Коперник колебался, видя неустойчивую политическую обстановку и религиозные войны. Но вот в 1539 году к Н. Копернику приезжает 25-летний профессор Успех «Повествования», энтузиазм Ретика и его горячие убеждения опубликовать трактат полностью постепенно рассеивали сомнения семидесятилетнего Коперника. И он дал согласие на опубликование таблиц. Коперник написал предисловие посвящённое Павлу III, Предвосхищая возможные упрёки в отсутствие почтения к 7 библейской и аристотелевской космологии, отстаивая свои убеждения с большой смелостью и убедительностью. В феврале 1543 года бессмертное творение Н. Коперника «О вращениях небесных сфер» было напечатано. Оно состояло из 6 книг. Кстати, в качестве эпиграфа к этому произведению были взяты слова, по преданию, начертанные на дверях академии Платона: «Пусть не входит никто, не знающий математики». Учение Коперника вершило своё революционное дело. Ведь недаром в 1616 году его произведение Было внесено церковью в «Индекс запрещённых книг». И этот позорный запрет продолжался более 200 лет. Величие созданной Коперником гелиоцентрической системы мира обнаружилось после того, как Кеплер открыл истинные законы эллиптического движения планет, а И. Ньютон на их основе( закон всемирного тяготения. Это ли не триумф учения Коперника, это ли не доказательство его истинности? И в настоящее время учение Коперника не утратило своего значения. Мы, потомки учёного, склоняем свои головы перед памятью того, кто раскрыл истинную картину мира, кто совершил революционный переворот «в развитии системы научного мировоззрения», кто открыл перед нами дверь во Вселенную. Ещё одним величайшим исследователем астрономии и пропагандистом учения С 14 он лет обучался в доминиканском монастыре и стал монахом, сменив подлинное имя Филиппо на Джордано. Глубокие знания получил путем самообразования в богатой монастырской библиотеке. За смелые выступления против догматов церкви и поддержку учения Коперника Бруно вынужден был покинуть монастырь. Преследуемый церковью он долгие годы скитался по многим городам и странам Европы. Везде он читал лекции, выступал на публичных богословских диспутах. Так, в Оксфорде в 1583 г. на знаменитом диспуте о вращении Земли, бесконечности Вселенной и бесчисленности обитаемых миров в ней он, по отзывам современников, "раз пятнадцать заткнул рот бедняге доктору" - своему оппоненту. В 1584 г. в Лондоне вышли его основные философские и естественнонаучные сочинения, написанные на итальянском языке. Наиболее значительным был труд "О бесконечности вселенной и мирах" (миром называли тогда Землю с ее обитателями). Вдохновленный учением Коперника и глубокими общефилософскими идеями немецкого философа XV в. Николая Идеи Джордано Бруно на целые столетия обогнали его время. Он писал 8 сожгли на костре в Риме на площади Цветов. Теперь здесь стоит памятник с надписью «Джордано Бруно .От столетия, которое он предвидел, на том месте, где был зажжен костер». Для торжества теории Коперника и идей, высказанных Джордано Бруно, а следовательно, и для прогресса материалистического мировоззрения вообще огромное значение имели астрономические открытия, сделанные Галилео Этот великий итальянский был основоположником экспериментально(математического метода исследования природы. Леонардо да Галилей родился в семье обедневшего дворянина в городе Пизе Указанные открытия Галилея положили начало его ожесточенной полемике со схоластиками и церковниками, отстаивавшими аристотелевско(птолемеевскую картину мира. Если до сих пор католическая церковь по изложенным выше причинам была вынуждена терпеть воззрения тех ученых, которые признавали теорию Коперника в качестве одной из гипотез, а ее идеологи считали, что доказать эту гипотезу невозможно, то теперь, когда эти доказательства появились, римская церковь принимает решение запретить пропаганду взглядов Коперника даже в качестве гипотезы, а сама книга Коперника вносится в "Список запрещенных книг" (1616 г.). Все это поставило деятельность Галилея под удар, но он продолжал работать над совершенствованием доказательств истинности теории Коперника. В этом отношении огромную роль сыграли работы Галилея и в области механики. 9 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(вопреки мнению Аристотеля и схоластиков о пропорциональности скорости падения тел их весу); 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), и др. Философское значение законов механики, открытых Галилеем было громадным. Открытие же законов механики Галилеем и законов движения планет Законы механики были применены Галилеем и для доказательства теории Коперника, которая была непонятна большинству людей, не знавших этих законов. Например, с точки зрения "здравого рассудка" кажется совершенно естественным, что при движении Земли в мировом пространстве должен возникнуть сильнейший вихрь, сметающий все с ее поверхности. В этом и состоял один из самых "сильных" аргументов против теории Коперника. Опровергая аргументы Птоломея против вращения Земли путём разбора множества механических явлений, Галилей приходит к открытию закона инерции и механического принципа относительности. Открытием закона инерции было ликвидировано многовековое заблуждение, выдвинутое Аристотелем, о необходимости постоянной силы для поддержания равномерного движения. Это имело огромное не только чисто научное, но и мировоззренческое значение. Однако именно Иоганну Кеплеру (1571-1630) принадлежит попытка динамического подхода к объяснению движения небесных тел, которая стала вместе с тем огромным шагом к созданию действительно небесной механики. И. Кеплер говорил:«Мысль моя принадлежала небу». Родился этот великий немецкий астроном и математик 27 декабря 1571 года в городе Вейль-дер-Штадт на юге Германии в бедной протестантской семье. Но несмотря на это Кеплер поставил и решил силою своего гения задачу о законах движения планет; он постиг его порядок и уразумел его красоту, он стал творцом небесной механики. Он открыл три основных закона движения планет, изобрел оптическую систему, применяемую в частности, в современных рефракторах, подготовил создание 10 дифференциального, интегрального и вариационного исчисления в математике. Кеплер написал много научных трудов и статей. Важнейшее его сочинение Замечательные математические способности Кеплера проявились, в частности, в выводе формул для определения объемов многих тел. Рукописи Кеплера были приобретены Петербургской академией наук и хранятся сейчас в России в Санкт-Петербурге. Но всё же учёным, который заложил основы современного естествознания и который является создателем классической физики, был великий английский физик, механик, астроном и математик Исаак Ньютон (1643-1727) Высокое признание получили работы Ньютона, в которых он заложил основы научного понимания законов мироздания взамен фантастических домыслов религии. Исаак Ньютон родился в местечке Вулсторп близ города Грантема в семье небогатого фермера. Учился в Кембриджском университете. В 1669 -1701 гг. Ньютон - профессор физики и математики в Кембриджском университете ; с 1703 г. почти четверть века - бессменный президент Лондонского королевского общества - английской академии наук. Ньютон сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, разработал основы дифференциального и интегрального исчислений. В книге "Оптика" он объяснил большинство световых явлений с помощью развитой им корпускулярной теории света. 11 Ньютон показал, что из закона всемирного тяготения вытекают законы Но главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» был отправным пунктом всех работ по механике в течение последующих двух веков. Гелиоцентрическая система мира Коперника получила теперь динамическое обоснование и стала прочной научной теорией. Три закона К первому изданию «Начал» Ньютон написал своё собственное предисловие, где он говорил о тенденции современного ему естествознания «подчинить явления природы законам математики». Далее Ньютон набрасывал программу механической физики: «Сочинение это нами предлагается как математическое обоснование физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить все остальные явления». Так Ньютон сформулировал задачи физики. «Начала» ( вершина Научного творчества Ньютона ( состоят из трёх частей: в первых двух речь идёт о движении тел, последняя часть посвящена системе мира. Приведём формулировку законов Ньютона в русском переводе, сделанном академиком А.Н. Крыловым. «Начала» Ньютона знаменовали новую эру в развитии науки. Они явились прочным фундаментом, на котором успешно строилась физика ((((((((( веков, получившая название классической. Книга подводила итог всему сделанному за предшествующие тысячелетия в учении о простейших формах движения материи. Здоровье Ньютона было хорошим, и только на 80-м году жизни он начал страдать каменной болезнью, от которой и умер в ночь на 21 марта 1727 года восьмидесяти четырёх лет от роду. По указу короля его торжественно похоронили в Вестминстерском аббатстве. На надгробной плите могилы Ньютона высечены слова: «Здесь покоится то, что было смертного в Исааке Ньютоне». 12 |
|
|
Смотреть онлайн бесплатно
Онлайн видео бесплатно