по физике на тему: “ - реферат

ГИМНАЗИЯ № 1505

РЕФЕРАТ

ПО ФИЗИКЕ

НА ТЕМУ:

“ВЕЛИКИЕ МЕХАНИКИ”

Выполнил: ученик 9 “Б” класса

Воскресенский Г.А.

Консультант: Ветюков Д. А.

Москва 2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

Тема моего реферата – Великие Механики. Я выбрал эту тему, потому что механика является одним из важнейших разделов физики, изучается в 9 классе, так же механика может пригодиться и в быту. Цель работы – получение знаний о механике и ее открывателях. Задача – рассказать о Ньютоне, Эйлере и Лагранже, дать определение механики, описать ее разделы. В реферате я объясню, что такое механика, где и для чего используется, расскажу про механиков, внесших наибольший вклад, про их открытия. Сама тема «Великие Механики» достаточно узкая, ведь Великих механиков не так много, да и про них много не расскажешь, поэтому в моем реферате так же будет освещена тема самой механики.

Механика является важнейшим разделом естествознания, фундаментом многих естественных и большинства технических наук. Достижения в области механики всегда означают прогресс в технике, более глубокое понимание сути явлений природы. В наш век фундаментальных открытий в области физики элементарных частиц, физики твердого тела и плазмы, теории излучения и удивительных достижений молекулярной биологии и химии, механика – наука о простейшей форме движения материи, – казалось бы, мало чем может удивить человечество.

2. МЕХАНИКА

Механика – наука о простейшей форме движении материи – механическом движении, представляющем изменение с течением времени пространственного расположения тел, и о связанных с движением тел взаимодействиях между ними. Механика исследует общие закономерности, связывающие механические движения и взаимодействия, принимая для самих взаимодействий законы, полученные опытным путем и обосновываемые в физике. Методы механики широко используются в различных областях естествознания и техники.

Механика изучает движения материальных тел, пользуясь следующими абстракциями:

1) Материальная точка, как тело пренебрежимо малых размеров, но конечной массы. Роль материальной точки может играть центр инерции системы материальных точек, в котором при этом считается сосредоточенной масса всей системы;

2) Абсолютно твердое тело, совокупность материальных точек, находящихся на неизменных расстояниях друг от друга. Эта абстракция применима, если можно пренебречь деформацией тела;

3) Сплошная среда. При этой абстракции допускается изменение взаимного расположения элементарных объемов. В противоположность твердому телу для задания движения сплошной среды требуется бесчисленное множество параметров. К сплошным средам относятся твердые, жидкие и газообразные тела, отражаемые в следующих отвлечённых представлениях: идеально упругое тело, пластичное тело, идеальная жидкость, вязкая жидкость, идеальный газ и другие. Указанные отвлечённые представления о материальном теле отражают действительные свойства реальных тел, существенные в данных условиях.

Соответственно этому механику разделяют на:

- механику материальной точки;

- механику системы материальных точек;

- механику абсолютно твердого тела;

- механику сплошной среды.

3. НЬЮТОН И ЕГО ОТКРЫТИЯ В МЕХАНИКЕ

3.1. Биография Ньютона

Исаак Ньютон (1642 - 1727) – великий ученый, сделавший большой вклад в развитие физики, математики, астрологии. Родился в местечке Вулсторп Англии.

После школы образование в биографии Ньютона было получено в колледже святой Троицы при Кембриджском университете. Под влиянием физиков, Ньютон еще в студенчестве сделал несколько открытий, в большей степени математических.

В период с 1664 по 1666 год он вывел формулу бинома Ньютона, формулу Ньютона –Лейбница, вывел закон всемирного тяготения. В 1668 году в биографии Исаака Ньютона получена степень магистра, в 1669 – профессора математических наук. Благодаря созданному Ньютоном телескопу (рефлектору) были сделаны значительные открытия в астрономии. Ученый был членом Королевского двора (с 1703 - президент), смотрителем Монетного.

Законы Ньютона являют собой основы классической механики. Первый закон Ньютона объясняет сохранение скорости тела при скомпенсированных внешних воздействиях. Второй закон Ньютона описывает зависимость ускорения тела от приложенной силы. Из 3х законов Ньютона могут быть выведены другие законы механики. [1]

3.2. Открытия Ньютона

Заслугой Ньютона является решение двух фундаментальных задач.

* Создание для механики аксиоматической основы, которая фактически перевела эту науку в разряд строгих математических теорий.

* Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил).

Кроме того, Ньютон окончательно изменил прежнее представление о том, что законы движения земных и небесных тел совершенно различны. В его модели мира вся Вселенная подчинена единым законам.

Аксиоматика Ньютона состояла из трёх законов, которые сам он сформулировал в следующем виде:

1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения и сила. Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств (ранее физики пользовались понятием вес).

4. ЭЙЛЕР И ЛАГРАНЖ

4.1. Эйлер

Леонард Эйлер (4 апреля 1707, Базель — 7 сентября 1783, Санкт-Петербург) — выдающийся математик, внёсший значительный вклад в развитие математики, а также механики, физики, астрономии и ряда прикладных наук.

Множество работ Эйлера посвящены математической физике, механике. В 1736 году вышел трактат «Механика, или наука о движении, в аналитическом изложении» , знаменующий новый этап в развитии этой древней науки. 29-летний Эйлер отказался от традиционного геометрического подхода к механике и использовал аналитический способ решения в механике. С этого момента механика становится прикладной математической дисциплиной.

В 1765 году в книге «Теория движения твёрдых тел» Эйлер математически описал кинематику твёрдого тела конечных размеров (до него исследовалось в основном движение точки). Его имя также носят кинематическая формула распределения скоростей в твёрдом теле, уравнения динамики твёрдого тела.

Эйлер обобщил принцип наименьшего действия, довольно путано изложенный Мопертюи, и указал на его основное значение в механике . К сожалению, он не раскрыл вариационный характер этого принципа, но всё же привлёк к нему внимание физиков, которые позднее выяснили его важную роль в природе.

4.2. Лагранж

Жозеф Луи Лагранж (1736, Турин —1813, Париж) — французский математик и механик итальянского происхождения. Наряду с Эйлером — лучший математик XVIII века. Особенно прославился исключительным мастерством в области обобщения и синтеза накопленного научного материала.

Лангранж родился 25 января 1736 в Турине. Отец хотел, чтобы сын стал адвокатом, и определил его в Туринский университет. Однако там все свое время Жозеф отдавал физике и математике.

Луи Лагранж принимал участие в организации в Турине научного общества (впоследствии ставшего Туринской академией наук). С 1764 по 1766 он учился в Парижской академии наук. В 1766 по приглашению Фридриха II Лагранж переехал в Берлин, где стал президентом Берлинской академии наук вместо Эйлера. Берлинский период (1766–1787) был самым плодотворным в жизни Лагранжа. Здесь он выполнил важные работы по алгебре и теории чисел. В Берлине была подготовлена его знаменитая Аналитическая механика («Mecanique analytique»), опубликованная в Париже в 1788. Эта работа стала вершиной научной деятельности Жозефа Луи Лагранжа. В ней описано огромное число новых подходов. Этой работой Лагранж превратил механику в общую науку о движении тел разной природы: жидких, газообразных, упругих.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результату изложенного материала можно сделать следующие выводы:

17 век ("великий век") - эра зарождения научных методов естествознания. Основные достижения 17 века: установление важнейших законов механики. Задачи механики определены Ньютоном с полной отчетливостью, эти задачи принципиально решены им: они имеют определённый физический смысл, и им развита математика, необходимая для физических приложений. Развитие механики в 17 веке завершилось в "Началах" Ньютона: там даны физические основы и законы классической механики, введен и необходимый для их систематического применения математический аппарат и там же содержатся первостепенной важности приложения.

Восемнадцатый век явился периодом формирования общей аналитической механики.

Трактат Леонарда Эйлера «Механика, или наука о движении, в аналитическом изложении» (1736 год) и трактат Жозефа Лагранжа «Аналитическая механика» (1788 год) наиболее выдающиеся работы по аналитической механике в восемнадцатом веке. Следовательно, в развитие механики 18 века наибольший вклад сделали Леонард Эйлер и Жозеф Луи Лагранж.

6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Интернет – http://ru.wikipedia.org и поисковики yandex.ru, google.ru .

2.«Начала Ньютона»

7. ПРИЛОЖЕНИЕ

Кратко о трактате Жозефа Луи Лагранжа «Аналитическая Механика».

Автор : Гос. изд-во техн.-теор. лит-ры.

Первая часть трактата Лагранжа посвящена изложению аналитической статики механических систем, подчиненных гладким, удерживающим связям, причем в основу этого изложения кладется аналитическая запись условия равновесия, вытекающего из принципа возможных перемещений, именуемая Лагранжем «общей формулой статики». Вторая часть трактата излагает аналитическую динамику таких же механических систем, причем в основу вывода системы дифференциальных уравнений движения и вывода главнейших первых интегралов этой системы (именуемых Лагранжем «принципами» или «общими свойствами движения», «относящимися к центру инерции», «к площадям», «к живым силам» и т. п.) кладется аналитическая запись «общей формулы динамики», выражающей собою комбинацию принципа Даламбера (или «петербургского принципа») с принципом возможных перемещений.

[1] Излагаю по hrrp://www.Wikipedia.org статья о Ньютоне.