Погребысский И.Б. От Лагранжа к Эйнштейну. Классическая механика XIX века (1124058), страница 34
Текст из файла (страница 34)
п., а также и «работа», но пе систематически) у Навье и Прови. В связи с четким выделением этой величины Кориолис предложил яазывать живой силой пе тэ«, а 1!2 л»и», что и укоренилось, так как именно эта величина сопоставляется с работой в уравнении живых сил. Сам закон живых сил в школе индустриальной механики назывался также «Законом или принципом передачи работы» в соответствии с его многочисленными применениями в динамике машин.
И вообще динамическая теория машин, задачи которой «состоят в физическом и динамическом исследовании различных двигателей и соответственных приемников и в разыскании средств для наиболее выгодного применения двигательных сил»'», оформилась как самостоятельная дисциплина в школе индустриальной механики. Весьма значителен личный вклад в нее Понселе и Кориолиса, из их соотечественников и современников можно было бы назвать Морена, Комба и других, почти одновременно с ними начинают работать в этой области в, России, Германии и других странах Вышнеградский, Редтенбахер, позжеЖуковский, Виттенбауери др. Не без влияния той ясе школы происходит внедрение ряда результатов теории упругости в инженерную практику и техническое обучение (тут снова можно сослаться на Понселе) ", и, таким образом, создается основа для создания науки о сопротивлении материалов в современном смысле, т.
е. не как свода чисто эмпирических сведений, а как упрощенной и прикладной теории упругости. Как видно, школа индустриальной механики дала мощный стимул для развития всей прикладной механики и, заодно, содействовала уточнению понятий и принципов теоретической механики. Стапоплемие кинем«»тими 1. Одной из составных частей направления индустриальной механики были исследования в той области, которую теперь называют кинематикой', ,механизмов. Напомним, что, несмотря на ограниченность энергетических ресурсов до эры паровой машины и каменного угля, а отчасти, пон«алуй, благодаря этой ограниченности, и тогда создавались и входили в применение самые разнообразные механические приспособления.
В ХУ и Х«'1 столетиях начинают появляться книги о машинах и механизмах определенного назначения, например трактат Агриколы (около 1550 г.) по горному делу. В ХУП в. подобных книг становится значительно больше. Позже, пожалуй, наибольшей известностью пользовался «ТЬеа«гпш шас)«|пагппн> («Театр машин») Лейпольда (Ьепро1й, 1724).
В пем наряду с обычной систематизацией материала по областям применения использована группировка и по характеру осуществляемого изменения движения. Например, выделяются «машины», преобразующие круговое двия«ение в прямолинейное,— это уже чисто кипематическая характеристика механиамов. Кинематический анализ, очевидно, становился все более отчетливо выделяемым этапом в практике механика-конструктора. Важность такого анализа осознана к концу ХУП1 в., по меньшей мере, двумя людьми — Эйлером и Монжем. Есть основание рас~нирить этот список за счет Канта, указавшего в «Метафизических началах естествознания» (1786) на то, что в учении о движении можно выделить такую часть, в которой оно изучается независимо от понятий силы и массы.
Их предшественником был Даламбер. В предисловии к своей «Динамике» (1743) оп высказывает мысль, что начинать надо с изучения двиясения, как такового. Эйлер пришел к таким взглядам, занимаясь динамической задачей о движении твердого тела — предметом его многолетних исследований. В 1775 г. в мемуаре, вошедшем потом в качестве «Добавления» во второе издание его знаменитой «Теории движения твердых тел»', он вполне четко формулирует тезис, что исследование движения твердого тела удобно разделить на две части: геометрическую и механическую.
А именно, перемещение тела надо исследовать вне зависимости от причин движения, чтобы получить аналитические формулы, определяющие это перемещение. Выделив эту часть проблемы, относящуюся собственно к геометрии, значительно легче определить движение на основе принципов динамики, чем ~огда, когда обе части проблемы рассматриваются совместно. Монж исходил из запросов техники. В первую очередь надо было разобраться в том, что уясе создано, и при организации Политехнической школы Монж предложил включить в план первого года обучения изучение элементов машин.
В докладе Конвенту 3-го вандемьера 3-го года республики (1795) оп писал, что «под элементами машин понимают те приспособления, с помощью которых изменяют направления движения и создают движения одно из другого, например, поступательное движение по прямой, вращательное движение, возвратно-постулательное. Чувствуется (оп зеп«), что самые сложные машины — только сочетания некоторых таких приспособлений, и надо сделать так, чтобы все они были полностью классифицированы» '. Впрочем, Монж ставил задачи пе только кинематического характера и не имел в виду ограничиваться классификацией.
В своем знаменитом курсе начертательной геометрии, который оп читал в Политехнической школе с »795 г., Монн«в качестве применения рассматривал и теорию машин. В кратком сообщении о своем курсе он писал: «Каждая машина состоит из нескольких простых частей, из последних каждая имеет свое особое назначение, что можно осуществить различными способами, в зависимости от обстоятельств. Полное перечисление всех приемов, какими моя«но изменять силы, и описание различных средств, какими мон«но получить одно и то же изменение в различных условиях, доля«но быть весьма большим подспорьем для мастеров, занимающихся такого рода работами» '.
В духе Монжа и в порядке выполнения поставленной им задачи Ашетт разработал программу элементарного «курса машин»«, Лакц и Бетанкур составили свой «Опыт...»', а затем Ашетт выпустил «Элементарный трактат о машинах» ', выдержавший четыре издания. Эти книги оказали значительное влияние на курсы механики прикладного направления первой половины Х1Х в.
Классификация механизмов, данная Ланцем и Бетанкуром, была одобрена Советом Политехнической школы и, так сказать, «внедрена» в преподавание (на несколько десятилетий, и не только во Франции). Она основана на классификации движений, осуществляемых механизмом. Ланц и Бетанкур различают движения: 1) прямолинейные, 2) круговые и 3) остальные криволинейные.
Каждое из этих движений может быть непрерывным или поперемепным (т. е. возвратным, «туда и сюда»). В итоге имеем шесть типов движений, механизмы классифицируются по двум движениям — заданному (преобразуемому) и результирующему. Каждое движение может сочетаться с однотипным. Учитывая (теоретическую!) обратимость движений, получаем 21 тип. Система Ланца и Бетанкура связана с выделением той функции мехапиама, которая состоит в преобразовании движений.
Однако зто слишком узкая база: для одной и той же цели можно применять механизмы, основанные ка различных принципах, а механизмы, сходные по конструкции, могут сильно отличаться по своим возможностям. Все это выявлялось на практике в условиях убыстряющегося промышленного развития европейских стран и Соединенных Штатов Америки. Поэтому техническая мысль продолжала работать над этими, уя«е поставленными, проблемами и выдвигала поные вопросы, не ограничиваясь только классификацией. 2.
Теперь мы проследим развитие идей, выдвинутых Эйлером, а затем, может быть и вполне независимо, Л. Карно. Карно обратил внимание на принципиальную и методическую целесообразность выделения из механики учения о геометрических движениях, как он выражался, относя это учение, как и Эйлер, к геометрии. В «Геометрии положения» он пишет, что «геометрия могла бы включить в себя движения, пе связываемыо с взаимодействием тел; ибо механика, собственно говоря, не наука о двин«епии, а наука о сообщении движения... Не движение само по себе является предметом механики, а эффект видоизменений, которым оно подвергается»'. И далее еще более определенное высказывание: «Механика и гидравлика (у Карно последний термин еще обозначает гидромехапику, что в ХЪ'111 в.
было, пои«алуй, правилом.— ХХ. П.) в огромной мере упростились бы, если бы была развита теория геометрических движений. Они свелись бы к развитию общего принципа передачи движоний, который является нечем иным, как принципом равенства действия и противодействия. Большие аналитические трудности, с которыми мы встречаемся в учении о равновесии и движении, происходят главным образом из-за отсутствия теории геометрических движений и эта теория заслуживает того, чтобы ученые ей уделили все свое внимание»'.
Идеи Карпо были восприняты Ампером, когда он создавал классификацию наук в «Опыте по философии наук» '. Соображения, в силу которых Ампер пришел к выделению новой механической дисциплины, легли в основу, можно сказать, рабочего плана целой группы механиков и заметно повлияли на многие курсы механики ближайших десятилетий. Поэтому мы возможно полнео приведем его рассуждения. Они начинаются следующим заявлением: «Я давно... заметил, что обычно в начале всех книг по этим наукам опускают те соображения, которые, при достаточном их развитии, могли бы составить целую науку. Некоторые части этой науки рассматриваются в отдельных мемуарах или дая<е в специальных трудах, как например, в том, что Карно писал о движении с геометрической точки зрения или в „Опыте..." Ланца и Бетанкура.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
