Достижения в области механики

Основное достижение – освоение и завершение античной статики. – решение задач о наклонной плоскости и равновесии косого рычага. Вторая задача решалась Леонардо да Винчи, Гвидо Убальдти, Г. Галилеем. Леонардо решал ее, сводя косой рычаг к прямому, закон равновесия которого известен. Гвидо Убальди (1545-1607) в трактате по механике (1577) проанализировал статику древних и вывел закон косого рычага, не зная о работах Леонардо. Ему физика обязана введением термина «момент в том виде, в каком он и до ныне удержался в статике». Сформулировал закон рычага в виде равенства моментов. Эти работы дали толчок статическим работам Галилея. Галилей доказал закон рычага и использовал это доказательство для открытия закона равновесия тела на наклонной плоскости.

Задача о наклонной плоскости нашла впервые свое разрешение в трактате Стевина (1548-1620) «Начала статики» (1587). Руководящий принцип – принцип невозможности вечного двигателя.

Пусть цепь АВСД обвивает треугольник АВС. Если бы сила, действующая на тело, лежащее на наклонной плоскости, равнялась весу, то обладающая большим весом часть АВ скатывалась бы вниз, перетягивая остальные звенья цепи. Но такое положение тогда бы существовало вечно, и раз начав двигаться цепь двигалась бы непрерывно, а это, по мнению Стевина, невозможно. Следовательно, сила, действующая на тело на наклонной плоскости не равна весу, а во столько раз меньше его, во сколько раз высота плоскости меньше ее длины. Отсюда Стевин формулирует принцип геометрического сложения сил, обозначая их стрелками. В виде уравновешенной системы он рассматривает впервые «параллелограмм сил».

Стевин обосновал в гидростатике приоритет Архимеда, развил учение о равновесии жидкостей, открыл всестороннее давление жидкостей (закон Паскаля) и принцип сообщающихся сосудов.

Таким образом статика была завершена. И хотя и робко, но начинают устанавливаться закономерности динамических процессов. Это, в частности, работы итальянских физиков Н. Тарталья, И. Кардано, Бенедетти в области баллистики. Тарталья – формула решения кубических уравнений, критический анализ (первый) аристотелевского учения о естественных и насильственных движениях на примере траектории снаряда, пришел к правильному выводу о максимальной дальности полета снаряда, вылетающего под углом 45 градусов.

Бенедетти (1530-1590) был первым, кто учил, что камень, брошенный горизонтально, движется не насильственно, а в силу сообщенного импульса («впечатления»). Считал, что тела одинаково падают в пустоте. Разработал теорию равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах, предвосхитил гидравлический пресс Паскаля, вывел гидростатический парадокс.

Оптика. Леонардо установил принципиальное сходство глаза с камерой-обскурой, объяснил стереоскопичность зрения, ввел идею о волновом движении

Мавролик (1494-1575). Изучал прямолинейное распространение света, его отражение для зеркал различного вида, преломление, наблюдал сферическую аберрацию, исследовал радугу. Показал, что выпуклые линзы – собирательные, а вогнутые – рассеивающие. Исследовал преломление в призмах, объяснил радугу и первым указал точное количество цветов в ней – семь. Принимал теорию зрения Альхазена, но считал, что лучи преломляются в хрусталике и вызывают зрительное ощущение на сетчатке, а отсюда и объяснил первым причину близорукости и дальнозоркости. Объяснил принцип действия камеры-обскуры. Дал правильное объяснение действию очков.