Вопрос8

РАЗВИТИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

Исаак Ньютон оставил после себя две главные проблемы: при­ведение механики в более стройную систему и создание методов вычисления конкретных статических и динамических задач. Основная задача — это превращение ньютоновской механики в аналитическую. Первую такую попытку предпринял Леонард Эйлер. В основе труда Эйлера ле­жит намерение сделать ее средством практических расчетов. Эйлер следует Ньютону в определении основных по­нятий динамики — силы и массы. Он придал законам Ньютона более ясное, законченное выражение. Стержнем механики Эйлер сделал второй за­кон Ньютона, с помощью которого рассматривал различные конкретные задачи. Он, в частности, получил основное уравнение вращательного движения твердого тела. К 1744 г. механика обогатилась двумя важней­шими принципами: Даламбера и Мопертюи-Эйлера. Основываясь па этих принципах, Жозеф Луи Лагранж построил законченную систему аналитической механики. Метод Лагранжа очень мощный, он помогает решить целый ряд задач. Ею завершился самый плодотворный период разработки основ классической механики. В современной теоретической физи­ке уравнения Лагранжа приобрели огромное значение, выходящее за рамки механики. Они успешно используются в термодинамике, электродинамике, атомной физике.И. Бернулли применял закон со­хранения лишь для случая, когда они выражают по­тенциальную энергию (поле силы тяжести или потенциальную энергию деформации). Его брат Даниил Бернулли (1700—1782) применил этот закон к движению жидкости и распространил его на системы материальных точек, между которыми действуют центральные силы. Это позволило ему адекват­но описать движение жидкости и газа, открыв хорошо известный ныне закон, который носит его имя.Жан Виктор Понселе, бывший солдат и военнопленный наполеоновской ар­мии в России, окончательно утверждает термин «работа» и говорит о том, что ее удвоенное значение равно живой силе, кото­рая не получается из ничего и не исчезает, а только преобразуется. Ирландский математик Уильям Роуан Гамильтон вывел физическую сущность о кинетической и потенциальной энергии. Названием «потенциал», или «потенциальная функция», мы обязаны англичанину Джорд­жу Грину. Окончательно же ввел в механику понятие потенциальной энергии знаменитый немецкий математик Карл Фридрих Гаусс. Понятием кинетической энергии мы обязаны Г.Л.Ф.Гельмгольцу. Он же сформулировал закон сохра­нения энергии в 1847 г.Закон сохранения момента им­пульса был установлен одновременно Л.Эйлером и Д.Бернулли при анализе вращательного движения. Позже, в 1747 г., француз Дарси распространил закон на замкнутую систему тел.

Место законов сохранения в науке неоднократно менялось по мере ее развития. В XIX в. развитие механики связано с именем Симеона Дени Пуассона, а также Карла Фрид­риха Гаусса, Ж. В. Понселе и У. Р. Гамильтона. Гамильтон основывает свою теорию на учении сербского ученого Руджера Иосипа Бошковича. Бошкович представляет мир в виде совокупности атомов (точек), которые взаимодействуют друг с другом так, что модуль и на­правление сил взаимодействия меняются с расстоянием, притя­жение переходит в отталкивание и наоборот.

Биографии выдающихся ученых-механиков

Леонард Эйлер — математик, механик и физик, родился в швейцарском городе Базеле. Значительная часть научной деятельности ученого прошла в Петербургской академии наук. Физические исследования Эйлера посвящены различным раз­делам науки. Он пытался на основе понятия эфира построить единую картину мира, включающую механические, оптические, тепловые и другие явления.Эйлер — один из основоположников гидродинамики, у него есть труды, посвященные также акустике, сопротивлению материалов, тео­рии корабля, некоторым проблемам математической физики. Зна­чительная часть работ Л.Эйлера касается оптики, где он создал собственную волновую теорию света и решил множество частных задач.Руджер Иосиф Бошкович родился в Хорватии, в городе Рагуза, учился и работал в Италии, затем в Париже, где руководил оптическим делом на флоте. Научные работы Р.И.Бошковича посвящены математике, оптике, механике и метеорологии. Он изложил основные положения о так называемом динамическом атомизме, где ученый предвосхитил целый ряд идей теории относительности. Там же в зароды­ше содержалась идея связи между частицами материи и ее движе­нием. Жозеф Луи Лагранж родился в Турине. В 18 лет он получил первые самостоятельные научные результаты в области дифференциального, интегрального и вариационного исчис­лений, в 19 стал профессором артиллерийской школы в Турине. После революции Лагранж возглавил Комиссию по введению метрической системы во Франции. Когда организовались Нормаль­ная и Политехническая школы, он вел в них педагогическую ра­боту, что способствовало укреплению авторитета Политехниче­ской школы как ведущего математического научного центра.