Реферат: Механіка від Аристотеля до Ньютона
Спростовуючи аргументи Птоломея проти обертання Землі шляхом розбору безлічі механічних явищ, Галилей приходить до відкриття закону інерції і механічного принципу відносності. Відкриттям закону інерції була ліквідована багатовікова омана, висунуте Аристотелем, про необхідність постійної сили для підтримки рівномірного руху. Це мало величезне не тільки чисто наукове, але і світоглядне значення. Як відомо до инерциальным систем відліку відносяться спочиваючі системи і системи, що рухаються щодо нерухомих рівномірно і прямолінійно. Рівноправність таких систем Галилей доводить різними досвідами і логічними міркуваннями. У результаті він дійде висновку важливому висновку: «Ніякими механічними досвідами, проведеними усередині системи, неможливо установити, спочиває чи система рухається рівномірно і прямолінійно». Це і є механічний принцып відносності.
Однак саме Иоганну Кеплеру (1571-1630) належить спроба динамічного підходу до пояснення руху небесних тіл, що стала разом з тим величезним кроком до створення дійсно небесної механіки.
И. Кеплер говорив:«Думку моя належала небу».
Народився цей великий німецький астроном і математик 27 грудня 1571 року в місті Вейль-дер-Штадт на півдні Німеччини в бідній протестантській родині. Але незважаючи на це Кеплер поставив і вирішив силою свого генія задачу про закони руху планет; він осяг його порядок і уразумел його красу, він став творцем небесної механіки.
Він відкрив три основних закони руху планет, винайшов оптичну систему, застосовувану зокрема, у сучасних рефракторах, підготував створення
10
диференціального, інтегрального і варіаційного числення в математику.
Кеплер написав багато наукових праць і статей. Найважливіший його твір -«Нова астрономія» (1609), присвячена вивченню руху Марса за спостереженнями Т. Бразі й утримуюча перші два закони руху планет. У творі "Гармонія Світу" (1619) Кеплер сформулював третій закон, що поєднує теорію руху всіх планет у струнке ціле. Сонце, займаючи один з фокусів еліптичної орбіти планети, є, по Кеплеру, джерелом сили, що рухає планети. Він висловив справедливі здогади про існування між небесними тілами тяжіння і пояснив припливи і відливи земних океанів впливом Місяця. Складені Кеплером на основі спостережень Бразі "Рудольфовы таблиці" (1627) давали можливість обчислювати для будь-якого моменту часу положення планети з високої для тієї епохи точністю. У роботі "Скорочення коперниковой астрономії" (1618-
1622) Кеплер виклав теорію і способи пророкування сонячних і місячних затьмарень Його дослідження з оптики викладені у творі "Доповнення до Вителло" (1604) і "Діоптрики" (1611).
Чудові математичні здібності Кеплера проявилися, зокрема, у висновку формул для визначення обсягів багатьох тел.
Рукопису Кеплера були придбані Петербурзькою академією наук і зберігаються зараз у Росії в Санкт-Петербурзі.
Але усе-таки вченим, що заклав основи сучасного природознавства і який є творцем класичної фізики, був великий англійський фізик, механік, астроном і математик Исаак Ньютон (1643-1727)
Високе визнання одержали роботи Ньютона, у яких він заклав основи наукового розуміння законів світобудови замість фантастичних домислів релігії.
Исаак Ньютон народився в містечку Вулсторп біля міста Грантема в родині небагатого фермера. Учився в Кембріджському університеті. У 1669 -1701 р. Ньютон - професор фізики і математики в Кембріджському університеті ; з 1703 р. майже чверть століття - беззмінний президент Лондонського королівського суспільства - англійської
академії наук.
Ньютон сформулював основні закони класичної механіки, відкрив закон всесвітнього тяжіння, розробив основи диференціального й інтегрального числень. У книзі "Оптика" він пояснив більшість світлових явищ за допомогою развитой їм корпускулярної теорії світла.
Фізичні відкриття Ньютона були тісно зв'язані з рішенням астрономічних задач. Оптика Ньютона виросла зі спроб удосконалити об'єктиви для астрономічних телескопів - рефракторів, позбавить їх від перекручувань - аберацій. У 1668 р. він розробив конструкцію дзеркального телескопа - рефлектора і за це в 1672 р. був обраний членом Лондонського королівського суспільства. Ньютон на основі встановленого їм закону всесвітнього тяжіння зробив висновок, що всі планети і комети притягаються до Сонця, а супутники - до планет із силою, назад пропорційної квадрату відстані, і розробив теорію руху небесних тел.
11
Ньютон показав, що з закону всесвітнього тяжіння випливають закони Кеплера, прийшов до висновку про неминучість відхилень від цих законів унаслідок дії, що обурює, на кожну чи планету супутник інших тіл Сонячної системи. Теорія тяжіння дозволила йому пояснити багато астрономічних явищ - особливості руху Місяця прецесію, припливи і відливи стиск Юпітера, розробити теорію фігури Землі.
Але головна праця Ньютона «Математичні початки натуральної філософії» був відправним пунктом усіх робіт з механіки протягом наступних двох століть. Геліоцентрична система світу Коперника одержала тепер динамічне обґрунтування і стала міцною науковою теорією. Три закони Ньютона завершили праці Галилея, Декарта, Гюйгенса й інших учених по створенню механіки і стали міцною основою для подальшого її розвитку.
До першого видання «Почав» Ньютон написав свою власну передмову, де він говорив про тенденцію сучасного йому природознавства «підкорити явища природи законам математики». Далі Ньютон накидав програму механічної фізики: «Твір це нами пропонується як математичне обґрунтування фізики. Усі труднощі фізики, як буде видно, полягає в тому, щоб по явищах руху розпізнати сили природи, а потім по цих силах пояснити всі інші явища». Так Ньютон сформулював задачі фізики.
«Початку» ( вершина Наукової творчості Ньютона ( складаються з трьох частин: у перших двох мова йде про рух тіл, остання частина присвячена системі світу.
Приведемо формулювання законів Ньютона в російському перекладі, зробленому академіком А.Н. Крилов.
Усяке тіло продовжує утримуватися в стані чи спокою рівномірного прямолінійного руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінити цей стан.
Зміна кількості руху пропорційно прикладеній рушійній силі і відбувається по напрямку тієї прямої, по якій ця сила діє.
Дії завжди є рівна і протилежна протидія, інакше, ( взаємодії двох тіл один на одного між собою рівні і спрямовані в протилежні сторони.
«Начала» Ньютона знаменували нову эру в розвитку науки. Вони з'явилися міцним фундаментом, на якому успішно будувалася фізика ((((((((( століть, що одержала назву класичної. Книга підбивала підсумок усьому зробленому за попередні тисячоріччя в навчанні про найпростіші форми руху матерії.
Здоров'я Ньютона було гарним, і тільки на 80-м року життя він почав страждати кам'яною хворобою, від якої і вмер у ніч на 21 березня 1727 року вісімдесятьох чотирьох років від роду. По указі короля його урочисто поховали у Вестмінстерському абатстві. На надгробній плиті могили Ньютона висічені слова: «Тут спочиває те, що було смертного в Исааке Ньютоні». Напис на пам'ятнику Ньютонові говорить: «Тут спочиває сер Исаак Ньютон, дворянин, старанний, мудрий і вірний истолкователь природи, що майже божественним розумом першим довів зі смолоскипом математики рух планет, шляху комет і припливів океанів. Нехай смертні радуються, що існувала така прикраса роду людського».
12