История развития технической механики реферат

Обновлено: 07.07.2024

Механика является одной из старейших отраслей наук, возникновение и развитие которой обусловлено потоебностями практики. Известно, например, что при постройке египетских пирамид применились простейшие механизмы и механические устройства: рычаги, блоки, наклонная плоскость.

Постепенно шел процесс их исследования, совершенствования и внедрения в практику с целью облегчить труд человека, повысить производительность труда.

Выдающийся деятель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452-1519) разработал проекты конструкции механизмов ткацких, печатных и деревообрабатывающих станков. Итальянский врач и математик Д, Кардан (1501-1576) изучал движение механизмов часов и мельниц. Французский ученые Г.Амонтон (1663-1705) и Ш. Кулон (1736-1806) первыми предложили формулы для определения силы трения покоя и скольжения.

Однако дальнейшее развитие теории механизмов и машин следует отнести к значительно более поздним временам, когда в результате накопления оптыта стали возможными некоторые обобщения и частично выкристаллизировались методы этой науки. В этом смысле датой рождения науки о машинах и механизмах можно считать конец XVIII в. Задачи теории механизмов и машин рассматривались ранее в курсах прикладной механики, выделившейся из состава теоретической механики более 180 лет тому наэад. Теория механизмов и машин оформилась как самостоятельня ветвь науки в XX в..

В 1724 г. по инициативе Петра 1 была основана Российская Академия наук, деятельность которой с первых же дней существования была посвящена решению практических задач по постройке сооружений и машин, развитию отечественного кораблестроения, артиллерии и другой техники.

К середине XIX в. в России выросла плеяда талантливых ученых, заложивших основы современной теории механизмов и машин. Основателем русской школы этой науки был великий математик академик П. Л. Чебышев (1821—1894 гг.), которому принадлежит ряд оригинальных исследований, посвященных синтезу механизмов, теории регуляторов и зубчатых зацеплений, структуре плоских механизмов. Он создал схемы свыше 40 различных механизмов и большое количество их модификаций. Академик И.А.Вышнеградский явился основателем теории автоматического регулирования; его работы в этой области нашли достойного продолжателя в лице выдающегося русского ученого проф. Н. Е. Жуковского, а также словацкого инженераА.Стодолы и английского физика Д. Максвелла. Н.Е. Жуковскому - отцу русской авиации - принадлежит также ряд работ, посвященных решению задачи динамики машин (в частности, теорема о жестком рычаге).

Профессор Л. А. Ассур разработал строгую в научном отношении классификацию плоских шарнирно-рычажных механизмов, которая послужила базой для многочисленных исследований в этой области в дальнейшем.

В ХХ веке наукао машинах развивается особенно бурно, что объясняется потребностями научно-технической революции. Наряду с отраслевыми научно-исследовательскими институтами, занимающимися разработкой и исследованием конкретных машин, создан Институт машиноведения Академии наук, который занимается разработкой общих проблеммеханики машин.

Важное место в теории механизмов и машин сегодня занимают такие направления как снижение энергозатрат на трение, повышение долговечности и надежности машин, повышение коэффициента полезного действия, снижение материалоемкости, веса и габаритов машин, повышение точности и т.д.

Механика переводится с греческого языка как мастерство, касающееся машин. В современном понимании – это научное знание о механическом движении тел, их взаимном расположении в пространстве, изменяемом с течением времени. Общие законы механического движения тел и их взаимодействия великие учёные планеты обосновывали в физике со времён Ньютона на основе опытов и обобщений.

Что предшествовало открытию законов механики?

Греки использовали знания основ механики в строительстве античных домов, во время войны с римлянами на основе рычага были сконструированы краны, легко опрокидывающие корабли противника. Придуманный Архимедом винт был способен выкачивать воду.

Леонардо да Винчи с помощью проведения опытов падения предметов, вращения, бросания тел под углом или движения по наклонной плоскости делал научные выводы о действии трения на них, создавал теорию механических машин. Решал вопросы сложения сил, сопротивления материалов, определял центр тяжести тел. Его удивительные чертежи металлургических печей, ткацких, печатных, перерабатывающих станков, танка, подводной лодки, велосипеда на несколько веков обогнали время.

Начало классической механики

В XVII веке развитие мореплавания, торговли, военной практики потребовали новых открытий в механике: прочности кораблей, силе удара, скорости снаряда, колебания маятника и пр. Период ознаменовался победой теории Коперника о движении планет.

Основы классической механики были заложены знаменитым итальянцем Галилео Галилеем. Он сформировал путём экспериментов закон падения тел в свободном пространстве, сложения движений, создал понятие ускорение. Сделал научно обоснованный вывод об одинаковом времени падения лёгких и тяжёлых тел с одной высоты, забираясь на Пизанскую башню.

Выведенный им первый закон динамики − закон инерции , положил начало научного обоснования механики. Ему принадлежит исследование прочности балок, сопротивление движению телам, находящимся в жидкости.

Продолжил учение Галилея Х. Гюйгенс, учёный из Голландии, развил понятие ускорения при криволинейном движении точки. Изучал движение тел по круговым траекториям, колебание маятника, упругого удара.

Большой прорыв в истории науки был совершён Исааком Ньютоном. Открытие закона всемирного тяготения, по некой версии, произошло благодаря падению яблока на его голову. Последующие поколения исследователей ему обязаны определением основных законов динамики:

1–й закон− об инерциальных системах отсчёта, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно, не взаимодействуя с другими телами;
2-й закон – ускорение материальной точки в ИСО пропорционально силе, к ней приложенной, одинаково с этой точкой направленной, что позволяет делать открытия, главным образом, в небесной механике;
3-й закон – соответствия действия противодействию (система точек);
закон трения тел в жидкости и газах.

Вторая половина XVII века ознаменовалась экспериментальным установлением Р. Гуком зависимости в упругом теле между напряжением и деформацией. Научные открытия семнадцатого века позволили решать множество задач механики последующим поколениям исследователей техники и естествознания.

История науки в XVIII - XIX в. в.

Большая заслуга в развитии механики в дальнейшем принадлежит Леонарду Эйлеру:

развитие динамики твёрдой точки;
основа механики твёрдого тела, гидромеханики;
принцип теории корабля, расчёта турбин, устойчивости упругих стержней;
решение части вопросов кинематики (математического описания теории механики).

Основоположником кинетической теории стал М.В. Ломоносов, основал законы взаимодействия и ускорения тел, сохранения энергии и движения. Его теоретическое утверждение заключается в том, что тело, толкающее другое к движению, теряет столько в движении, сколько передаёт движимому им телу.

Принципы динамики в дальнейшем развивали К. Якоби, М.В. Остроградский и др. учёные.

Важнейшие проблемы динамики в XIX веке: создание теории тяжёлого твёрдого тела, устойчивости, равновесия и движения, колебание материальной системы. Вопросом решения отдельных задач научных концепций устойчивости занимался А.М. Ляпунов. Теория малых колебаний связана с сопротивлением, приводящим к их затуханию и ослаблению внешних сил, вызывающих возмущение.

Исследования Жуковского Н.Е., основоположника российской аэродинамики, научной системы авиации послужили основой устойчивости аэропланов в воздухе.

Развитие машинной техники требовало решение задач их регулирования. В результате исследований появилось концепция вынужденных колебаний и научное обоснование резонанса. Основоположником учения процесса автоматического регулирования стал И. А. Вышнеградский, основал школу конструирования машин. В конце 19 века получила осмысление теория переменной массы перемещения тел И.В. Мещерского.

Механика ХХ века

Подлинным взрывом развития механики отличался 20 век российской науки. Решение технологических проблем электротехники, автоматизации промышленности, радиотехники, технической акустики породило новую теорию нелинейных колебаний.

А.Н. Крылов создаёт теоретическое построение корабля, артиллерии, магнитных и гироскопических компасов. Первым разрабатывает концепцию реактивного движения К.Э. Циолковский. Основоположник аэродинамики С.А. Чаплыгин создаёт труды по гидродинамике, воздушной и газовой динамике.

Советские учёные достигли больших успехов в изучении упругости, пластичности, идеальной жидкости, фильтрации движения, строительной механики. Основополагающие исследования сделал радиофизик Н.Д. Папалекси совместно с Л.И Мандельштамом по теории нелинейных колебаний. Работал в области радиотехники, радиофизики.

Теоретические труды советских учёных в направленности гидроаэродинамики позволили решить проблемы больших скоростей в создании двигателей, авиации, турбостроении.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Введение в техническую механику

Архимед- основоположник механики как точной науки Архимед — величайший математик и механик древней Греции (287 – 212гг до н.э.) Архимед дал точное решение задачи о рычаге и создал учение о центре тяжести. Архимед совмещал гениальные теоретические открытия с замечательными изобретениями. Некоторые из них не потеряли своего значения и в наше время.

Крупнейший вклад в развитие механики внесли русские ученые П.Л. Чебышев (1821- 1894)-положил начало всемирно известной русской школе теории механизмов и машин.

Знаменитые русские механики С.А. Чаплыгин (1869- 1942). Чаплыгин разработал ряд вопросов аэродинамики, имеющих огромное значение для современной скоростной авиации.

Техническая механика Т.М. представляет собой комплексную дисциплину, в которой излагаются основные положения о взаимодействии твердых тел, прочности материалов и методах расчета конструктивных элементов машин и механизмов на внешние воздействия.

Разделы технической механики Теоретическая механика Сопротивление материалов Детали машин

Теоретическая механика Раздел первый Статика

Что такое статика? Статика это раздел теоретической механики, в котором изучаются условия равновесия абсолютно твердых тел под действием приложенных к ним сил

Основные понятия статики 1. Абсолютно твердое (недеформируемое) тело, расстояние между любыми двумя точками которого всегда остаётся постоянным. 2. Материальная точка – тело размерами и формой которого можно пренебречь, но обладающее массой.

Понятие силы в механике Ощущения, которые появляются у человека при подъеме груза,при приведении в движение окружающих тел и своего собственного тела, легли в основу понимания силы в механике. Иными словами – сила есть мера взаимодействия двух или нескольких тел.

СИЛА – это мера механического взаимодействия материальных тел между собой Сила – величина векторная так как она определяется тремя элементами: Численным значением; Направлением; Точкой приложения. Единица измерения силы – ньютон(Н).

Разнообразие смыслов,в которых употребляется слово сила Физическая сила Сила убеждения Лошадиная сила Сила пара Стихийная сила Сила страсти Сила привычки И.т.д. Сила воли

Сила и поэзия Сила силе доказала, Сила силе не ровня. Есть металл прочней металла, Есть огонь страшней огня. А.Твардовский

Орел бьет сокола, а сокол бьет гусей. Страшатся щуки крокодила; От тигра гибнет волк, а кошка ест мышей. Всегда имеет верх над слабостию сила. А.Пушкин

Зачем надевают кольцо золотое На палец, когда обручаются двое? - Меня любопытная дева спросила. Не став пред вопросом в тупик, Ответил я так собеседнице милой: - Владеет любовь электрической силой, А золото — проводник! Р.Бернс

АКСИОМЫ СТАТИКИ Все теоремы и уравнения статики выводятся из нескольких исходных положений, принимаемых без доказательств и являющихся обобщением опытов и наблюдений за поведением тел, находящихся в равновесии. Эти положения, неоднократно подтвержденные практикой, называются аксиомами статики.

АКСИОМА 1 Если к телу приложена уравновешенная система сил, то оно движется равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя (закон инерции)

Аксиома 2 Под действием двух сил свободное тело находится в равновесии тогда и только тогда, когда эти силы равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны

АКСИОМА 3 Механическое состояние тела не нарушится, если к действующей на него системе сил добавить или от неё отнять уравновешенную систему сил

АКСИОМА 4 Равнодействующая двух приложенных к телу сил равна их геометрической сумме,то есть выражается по модулю и направлению диагональю параллелограмма, построенного на этих силах

АКСИОМА 5 Силы, с которыми действуют друг на друга два тела, всегда равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Охрана труда

Сейчас обучается 124 человека из 45 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 595 622 материала в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

18.08.2019 1438
PPTX 826 кбайт
40 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Калинина Анастасия Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

Университет им. Герцена и РАО создадут портрет современного школьника

Время чтения: 2 минуты

Минобрнауки и Минпросвещения запустили горячие линии по оказанию психологической помощи

Время чтения: 1 минута

Академическая стипендия для вузов в 2023 году вырастет до 1 825 рублей

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

История механики – важная часть научной картины мира. Знание истории механики способствует повышению научной культуры молодых ученых.

Ключевые слова

Текст научной работы

Механическая картина мира сыграла во многом положительную роль, дав естественнонаучное понимание многих явлений природы [3]. Таких представлений придерживались практически все выдающиеся мыслители XVII века: Галилей, Ньютон, Лейбниц, Декарт. Для их творчества характерно построение целостной картины мироздания. Учеными не просто ставились отдельные опыты, они создавали натурфилософские системы, в которых соотносили полученные опытным путем знания с существующей картиной мира, внося в последнюю необходимые изменения. Без обращения к фундаментальным научным основаниям считалось невозможным дать полное объяснение частным физическим явлениям. Именно с этих позиций начинало формироваться теоретическое естествознание, и прежде всего физика.

В основе механистической картины мира лежит метафизический подход к изучаемым явлениям природы как не связанным между собой, неизменным и не развивающимся.

Вслед за Эйлером поиск единообразного аналитического аппарата механики продолжил Лагранж. Он провёл глубокий историко-научный анализ путей развития механики от античности до своей эпохи. Формализованный язык механики и методы её построения, введенные Лагранжем, обусловили крупные достижения аналитической механики в XIX веке. Здесь мы наблюдаем эвристичность традиционализма в научном познании, когда научная школа полностью раскрывает свой потенциал [4; 5].

Однако программа сведения всех природных явлений к механическому движению под действием сил оказалась не реализованной из-за проблем с описанием световых, электрических и магнитных явлений. Во второй половине XIX века стало ясно, что материальный мир не сводится только к механическим перемещениям вещества. Еще одной формой существования материи было признано электромагнитное поле, наиболее полную теорию, которого создал Дж.К. Максвелл.

В последние десятилетия XX века, по мере выделения истории естествознания в особую научную дисциплину, углублялось понимание целей и задач истории механики. История механики как самостоятельная научная дисциплина ставит перед собой цель сформировать глубокие знания основных закономерностей развития механики; наиболее важных факторов и предпосылок её развития; этапов становления механики.

Главная задача истории механики связана с тем, что изучение основных законов её развития помогает представить сущность этой науки через призму истории человеческого познания и практики, глубже понять связь и преемственность основных компонентов механического знания. Для многих учёных-механиков историко-научный анализ является не просто приложением к теории, но важным средством её постижения.

Список литературы

Цитировать

Читайте также: