Вклад Герона Александрийского в развитие механики
Герона Александрийский и механика
Развитие механики в эпоху эллинизма связано, прежде всего, с именем представителя Александрийской научной школы Герона Александрийского, известного также под именем Герон-механик. О времени жизни и деятельности этого ученого точных сведений не сохранилось; в настоящее время большинство историков науки считают, что он жил в I-II вв. н. э.
Основное сочинение Герона по механике, обычно называемое «Механикой» Герона, сохранилось только в арабском переводе сирийца Косты ибн Луки, жившего в конце IX и начале X в. Точнее название этого сочинения, согласно Косте ибн Луке,- «Книге Герона о поднятии тяжелых предметов».
«Механика» Герона состоит из трех книг. Первая книга посвящена теоретическим вопросам.
Во второй книге «Механики» дается описание пяти простых машин: рычага, клина, винта, ворота и блока.
В этой книге даются ответы на 17 вопросов, относящихся к практическому применению простых машин, а также определяются центры тяжести различных фигур.
В третьей книге описаны различные конструкции приборов для поднятия тяжестей и прессов, основанных на комбинациях машин.
Герон Александрийский автор работ, в которых он систематически изложил основные достижения античного мира в области прикладной механики. В работе «Пневматика»: ученый описал различные механизмы, приводимые в движение нагретым и сжатым воздухом или паром.т.е. шар, вращающейся под действием пара, автомат для открывания дверей, пожарный насос, различные сифоны, механический театр марионеток и т.д.
В «Механике» он описал простейшие механизмы: рычаг, ворот, клин, винт и блок.
Математические работы являются энциклопедией античной прикладной математики. В «Метрике» даны правила и формулы для точного и приближённого расчёта различных геометрических фигур.
Разработки принципов киномеханики Евдокса Книдского
Одним из основных стимулов разработки принципов киномеханики и источников развития киномеханических представлений в механики была греческая астрономия.
В вавилонской астрономии положения светил на небесной сфере вычислялись с помощью арифметических методов.
Греческие астрономы, обращались к кинематико-геометрическому моделированию видимых движений небесных тел, представляли эти сложные движения только в виде комбинации нескольких круговых. Первая попытка такого моделирования – теория вращающихся концентрированных сфер, предложенная крупнейшим античным математиком и астрономом Евдоксом Книдским.
Теория Евдокса состоит в следующем: вокруг центра, в котором находится покоящаяся Земля, вращаются 27 концентрических сфер. На внешней сфере расположены «неподвижные» звезды. С помощью остальных сфер Евдокс объясняет движение Солнца, Луны и пяти планет.
Каждое из упомянутых небесных тел неразрывно связано с некоторой равномерно вращающейся сферой, объемлющей другую, ось которой находится под известным углом к оси первой. Внутренняя вращающаяся сфера увлекается в своем вращении внешне.
Движение планет Евдокс объясняет с помощью четырех сфер. Внешняя сфера, совершающая, как и в случае Луны, одно движение, совпадающее с суточным движением «неподвижных» звезд, служит для объяснения суточного движения планет. Вторая сфера, участвуя в движении первой, совершает оборот вокруг полюсов эклиптики за время, равное периоду обращения планеты.
Вращения третей и четвертой сфер служат для объяснения прямого и возвратного движения планет. Третье вращение, полюсами которого служат две неподвижные точки на эклиптики, совершается перпендикулярно ей. Плоскость четвертого вращения наклонена к плоскости третьего. В результате этих двух движений траектория планеты имеет вид петлеобразной кривой в форме лежащей восьмерки – гиппопеды, большая ось которой расположена на эклиптике.
Центр ее вследствие второго вращения проходит за период обращения планеты всю эклиптику.
С помощью системы Евдокса можно было более или менее удовлетворительно описать движение внешних планет (Юпитера и Сатурна).
Например, первый кардан создал Филон Византийский примерно в 200 г. до н.э. Сегодня кардан служит многим целям. Часто его используют, например, во время телевизионных съемок для стабилизации портативных камер. Это устройство позволяет вести красивую и плавную съемку. При съёмке был использован кардан для чернильницы, которая никогда не прольется.
Чернильницы располагались в специальных контейнерах в центре устройства. Сложный механизм отвечал за то, чтобы оно всегда находилось в вертикальном положении. Избегая сложных технических объяснений, можно в целом сделать вывод, что как бы человек не повернул чернильницу, чернила все равно не пролились бы.
Результат опроса студентов СПО
Заключение
Изучив исторические этапы зарождения механических знаний, мы ознакомились с огромным вкладом греческих ученых в развитие науки. Узнали, когда в науке появился термин «механика».
Изучили характер и этапы развития античной механики.Благодаря этим открытиям новых законов были построены многие полезные для человечества механизмы и созданы предпосылки для их совершенствования.Ответили на вопросы:
- Какое значение имело развитие механики для человека?
- Какие изобретения были сделаны и кем?
В наши же дни вся античная механика переросла в промышленные масштабы. Техника работы механизмов осталась прежней, однако рабский труд был заменён на роботов, автоматизирующих и ускоряющих процесс производства.
Таким образом, античная механика является родоначальником современной науки «Механики», которая используется повседневно. Начиная от накачки колёс велосипеда, заканчивая спуском на лифте.
Список использованной литературы
- Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка. - М: Российская А.Н.; Российский фонд культуры, 1996г.
- Ленович А.А. Я познаю мир. Физика: Энциклопедия – М.:АСТ: Хранитель, 2007г.
- А.Ликум. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей - М.: «Ключ – С», 1994г.
- В.Бутромеев. Всемирная история в лицах. Древний мир. – М.: «Олма – пресс», 1999г.
- Г. Дильс., Античная техника, пер.с нем., М.- Л., Выгодский М.Я., Арифметика и алгебра в древнем мире, 2изд., М., 1967г.
Перейти к содержанию
исследовательской работы "Античная механика"