Leniwiec.edu.pl

Historia Mechaniki

P.n.e.  Około 3000 Znaleziska z epoki kamiennej wskazują na praktyczną znajomość zastosowań mechaniki  P.n.e.   Około 350 Filozof grecki Arystoteles (384 - 322) pozostawił dzieło pt. „Problemata mechaniczne". Dzieło powyższe formułuje niektóre prawa mechaniki, uważając stan spoczynku za pewien pomyślany rodzaj ruchu. Dzieło Arystotelesa zawiera zawiązek zasady prędkości przygotowanych i pierwsze wiadomości o wytrzymałości materiałów  P.n.e.   Około 250 Uczony grek, Archimedes (285 - 212) jest uważany za ojca statyki. W pismach „O równowadze ciał i ich środkach ciężkości" oraz „O ciałach pływających" określi prawa równowagi ciał i niezwykłą jasnością i ścisłością. Archimedes był wynalazcą szeregu mechanizmów, jak śruba, wielokrążek. Legenda przypisuje mu powiedzenie: „Podniósłbym całą ziemię, gdybym tylko miał punkt podparcia".  P.n.e.   Około 125 Fizyk z Aleksandrii, Heron (około 150 - 100) zasłynął jako autor kilku dzieł z zakresu mechaniki i wynalazca bardziej złożonych maszyn, jak np. dźwigni do podnoszenia ciężarów. Między innymi, do jego wynalazków zalicza się tzw. banię Herona, obracającą się na skutek reakcji pary wypływającej z jej  wnętrza przez zakrzywione jednostronnie rurki.  N.e.  Około 1300 Mnich Giordano de Nemi, zwany Nemoriusem, określił niektóre  prawa równowagi. Dowodzenia jego przypominaj w pewnym stopniu znacznie późniejsze osiągnięcia w dziedzinie mechaniki (wiek XVIII, mechanika analityczna Lagrange’a).  Około 1500 Artysta, przyrodnik i technik włoski Leonardo da Vinci (1452 - 1519) określa warunki ruchu ciała opadającego po równi pochyłej. Ponadto rozważania jego prowadzą do stwierdzenia o niemożliwości perpetuum mobile (źródło pracy nie zasilane energią z zewnątrz). Przeprowadza praktyczne doświadczenia z dziedziny wytrzymałości materiałów i określa warunki wypływu cieczy przez otwór w naczyniu. Szkice pozostawione przez L. da Vinci wskazują, iż znane mu były mechanizmy, których odkrycie uważa się za zdobycz późniejszą, uzyskaną przez innych wynalazców (np. przegub Cardana, łańcuch  Galla).   Około 1660 Wielki astronom i przyrodnik włoski Galileo Galilei (1561 - 1642) jest uważany za twórcę nowoczesnych zasad mechaniki, które sformułował w dziele pt. „Rozmowy i dowodzenia matematyczne" (1638 r.). Określił on prawa swobodnego spadku ciał, podając podstawowe równanie w którym oznacza drogę przebytą w ciągu sekund, pod wpływem przyśpieszenia ziemskiego Zasady wytrzymałości materiałów oparł na prostych obliczeniach. Ustalił on pojęcie kształtu ciała o jednakowej wytrzymałości (oszczędność materiału).   Około 1600 Holenderski badacz Simon Stevin (1543 - 1620) wykrył współcześnie z Galileuszem wiele praw mechaniki. Między innymi określił zasadę dzia¬łania równoległoboku sił. Ponadto podał wielkość naporu cieczy na dno naczynia (słynny „paradoks hydrostatyczny").   1643 Fizyk i matematyk włoski Evangelista Torricelli (1608 - 1647) uczeń Galileusza, położył wielkie zasługi około badań wypływu cieczy z naczyń. Ponadto wyjaśnił zjawisko działania ciśnienia atmosferycznego (próżnia Torricelliego), obalając tym samym pogląd o istnieniu w przyrodzie tzw. „obawy przed próżnią" (horror vacui). Około 1650 Filozof i matematyk francuski Rene Descartes (1596 - 1650) jest autorem prac traktujących o zasadach mechaniki. Między innymi określił prawo, iż ciało znajdujące się w spoczynku lub ruchu prostoliniowym jednostajnym, zatrzymuje powyższy stan, jeżeli nie będą nań działać siły zewnętrzne. Descartes (Kartezjusz) oparł swe dowodzenia na zasadzie prac przygotowanych.  Około 1660 Filozof i matematyk francuski Blaise Pascal (1623 - 1562) zasłynął z odkryć wielu praw mechaniki. Między innymi objaśnił zjawisko równomiernego rozchodzenia się ciśnień w cieczach, co stanowi jedno z podstawowych praw mechaniki cieczy. Jemu zawdzięczać należy mierzenie wysokości wzniesienia za pomocą barometru.  1673 Fizyk i matematyk holenderski Christian Huyghens (1629 - 1695) podał teorię uderzenia w dziele „De motu corporum ex percussione”. Ponadto zastosował wahadło do regulacji chodu zegara. W dziele jego „Horologium oscilatorium" rozwija obszernie teorię wahadła fizycznego. W dziele tym zawarł również twierdzenia o sile odśrodkowej.  Około 1680 Matematyk i mechanik polski Adam Kochański (1631 - 1700) jest autorem rozpraw o mechanice, które odznaczają się treściwym i prostym podaniem materiału. Zasłynął swym dziełem ,,O zegarmistrzostwie”, w którym podaje 10 różnych wzorów konstrukcji zegara.  Około 1680 Fizyk francuski Edme Mariote (1620 - 1684) wprowadza pojęcie warstwy obojętnej w przekroju zginanym. Warstwa ta nie zmienia swej długości podczas obciążania pręta, wskutek czego naprężenia w niej powstające równają się zeru.  1690 Jezuita Stanisław Solski (1622 - 1701) napisał w języku polskim dzieło pt. „Architekt polski", w którym zawarł praktyczne wiadomości. z mechaniki. Jest to pierwszy podręcznik polski z tej dziedziny.  1695 Fizyk i matematyk niemiecki Gotfried Wilhelm Leibniz (1646 -  1716) zasłużył się w dziedzinie mechaniki głównie dzięki skrystalizowaniu pojęcia tzw. „siły żywej” (), zwanej obecnie energią kinetyczną. Pojęcie to przyczyniło się znacznie do wyjaśnienia licznych nieokreślonych dotychczas zależności.  Około 1700 Fizyk i przyrodnik anielski Robert Hooke (1635 – 1703) zasłynął jako odkrywca prawa proporcjonalności odkształceń materiału do wielkości naprężeń. Był on ponadto wynalazcą wielu przyrządów precyzyjnych.  1714 Fizyk, astronom i matematyk angielski Isaac Newton (1635 - 1703) położył fundamenty pod budowę nowoczesnej mechaniki. Określił prawo ciążenia, skrystalizował pojęcie masy, przyśpieszenia i siły (łub ciężaru ciała), która jest proporcjonalna do masy ciała. Podał trzy podstawowe prawa ruchu ciał, z których 1) określa stan ciała znajdującego się w spoczynku lub w ruchu jednostajnym po linii prostej, 2) zajmuje się stanem ciała znajdującego się pod działaniem sił zewnętrznych i 3) zawiera zasadę równości sił działających i ich reakcji, oraz określa przeciwieństwo kierunków ich działaniu. Jedną z istotnych zdobyczy wynikających z wywodów Newtona jest określenie zależności siły wypadkowej od sił składowych (równoległobok sił). Podał zasady podobieństwa dynamicznego. Badając ruchy cieczy podał prawo tarcia wewnętrznego, na którym opiera się dynamika cieczy rzeczywistych.  1717 Matematycy holenderscy Jakub (1654 - 1705) i Jan (1667 – 1748) Bernoulliowie zastosowali do problemów mechaniki wynaleziony przez Newtona i Leibniza rachunek różniczkowy. Doprowadziło to do ugruntowania pewnych pojęć, np. zachowania ,,sił żywych", oraz tzw. ,,pracy wirtualnej",  które posłużyły  do rozwijania wielu złożonych zadań z mechaniki.  1748 Daniel Bernoulli (1700 - 1732), syn Jana, podał równanie energii cieczy, które do dnia dzisiejszego stanowi jedno z podstawowych równań hydromechaniki.  1758 Matematyk i filozof francuski Jean Le Rond d'Alembert (1717 - 1783) jest odkrywcą zasady  mechanik nazwanej  od  jego nazwiska,  która pozwala na badanie ruchu układu ciał. Zasada d'Alemberta orzeka, iż jeżeli do każdej części układu ciał przykłada się siły, których wielkość jest równa siłom bezwładności tych części, to cały układ znajduje się jak gdyby w równowadze pod  działaniem tych sil.  1765 Fizyk i matematyk szwajcarski Leonhard Euler (1707 - 1783) w swym podstawowym dziele „Theoria motus corporum solidorum seu rigidorum", dał po raz pierwszy systematyczny wykład mechaniki niezmiennych układów ciał i wyprowadził podstawowe  równania hydrodynamiki.  1773 Inżynier i fizyk francuski Charles Augustin Coulomb (1736 – I806) wprowadził do mechaniki pojęcie pary sił, wskutek czego znacznie ułatwił zrozumienie zjawisk skręcenia.  1788 Matematyk francuski Joseph Louis Lagrange (1736 – 1813) był kontynuatorem prac z dziedziny mechaniki rozpoczętych przez d'AIemberta. Wyniki swych badań zamknął w podstawowym dziele pt. „Mecanique analytique". Dzieło to swym zasięgiem obejmuje niemal wszystkie działy mechaniki.  1807 Przyrodnik angielski Thomas Young (1773 – 1829) wprowadził pojęcie „modułu sprężystości" (moduł Younga), który występuje w materiałach sprężystych, jak np. stal. Wprowadził do mechaniki nazwę „energia".  1811 Fizyk    francuski    Simeon-Denis    Poisson    (1781 - 1840) prowadził nader  rozległe   badania   w   dziedzinie   mechaniki. Wyjaśnił  zjawisko   bąka (gyroskopu), ustalił ważne   zasady  w   teorii  sprężystości   (liczba  Poissona).  1812 Matematyk i astronom francuski Pierre-Simon Laplace  (1749 - 1827) podaje teorię  powstawania systemów  planetarnych wśród ciał niebieskich.  1818 Filozof  i matematyk polski Józef Maria Hoene-Wroński  (1778 - 1853) wprowadził do mechaniki pojęcie foronomii, które później zamieniono na kinematykę, jako gałąź mechaniki, traktującą o ruchu ciał, bez uwzględ¬nienia sił wywołujących stan ruchu.  1827 Inżynier francuski Louis Navier (1735 - 1836) był właściwym twórcą teorii sprężystości.  1834 Matematyk angielski William Rowan Hamilton (1805 - 1865) pogłębił rozważania na tematy zagadnień z dynamiki dzięki wprowadzeniu tzw. „funkcji sił".  1835 Inżynier francuski Gaspard Coriolis (1792 – 1843) wprowadził do mechaniki pojęcie pracy, jako siły mnożonej przez drogę. Ponadto wprowadził pojęcie przyspieszenia (siły) nazwanego od jego nazwiska przyśpieszeniem Coriolisa. Przyspieszenie to występuje przy złożonych ruchach względnych ciał.  Około 1840 Astronom niemiecki August Ferdynand Moebius (1790 - 1868) wzbogacił środki do rozwiązywania zagadnień mechaniki, dzięki wynalezieniu wielkości kierunkowych, czyli wektorów.  1840 Matematyk niemiecki Karl Friedrich Gauss (1777 - 1855) zajmował się również zagadnieniami mechaniki. Wprowadził on pojęcie potencjału, które oddawało usługi podobne jak „funkcje sił” Hamiltona.  1843 Inżynier francuski Adhemar Barre de Saint-Venant (1797 - 1886) prowadził badania nad wytrzymałością materiałów. Jego wzory znajdywały praktyczne zastosowanie w ciągu wielu ubiegłych lat. Zajmował się rozkładem naprężeń w przekrojach obciążonych. Jego dziełem jest określenie podstawowych formuł teorii sprężystości.  1847 Fizyk niemiecki Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821 - 1894) odkrył prawo zachowania energii, które znalazło zastosowanie w licznych gałęziach fizyki, a zatem również w mechanice. Podał teorię ruchu wirowego cieczy doskonalej.  1853 Inżynier angielski William Rankine (1820 - 1872) wystąpił z określeniem energii odpowiadającym bardziej nowoczesnym wymaganiom. Rozróżnia on energię kinetyczną ciała znajdującego się w ruchu , oraz energię potencjalną stanowiącą nie uruchomioną energię położenia lub sil wewnętrznych. Energię całkowitą ciała stanowi suma obydwu form energii. Rankine podał również istotę zasady zachowania energii.  1854 Inżynier francuski Jaques Bresse (1822 - 1883) podaje rozwiązanie zagadnienia łuków żelaznych i teorię krzywej  spiętrzenia.  1856 Inżynier   francuski   Benoit Pierre Emile  Clapeyron   (1799 – 1864) uprościł wzory służące do obliczeń belek wielokrotnie podpartych.  1864 Uczony szwajcarski Karl Culmann (1821 - 1911) wprowadza metody wykreślne do  rozwiązywania zadań ze statyki.  1873 Matematyk polski Władysław Gosiewski (1884 - 1911) ogłosił pracę na temat mechaniki cząsteczkowej, która posiada znaczenie w rozważaniach na temat teorii sprężystości materiałów.  1876 Uczony polski Brunu Abakanowicz (1852 – 1900) sprowadza metody wykreślne obliczeń statycznych, podane w pracy ,,Zarys statyki wykreślnej".  1904 Maksymilian Tytus Huber (1872 - 1950) jeden z najwybitniejszych polskich uczonych w dziedzinie nauk matematyczno-fizycznych, twórca hipotezy wytężeniowej energii odkształcenia postaciowego (1904), autor licznych prac o charakterze prekursorskim z teorii sprężystości, a w szczególności z teorii płyt. Spuścizna naukowa prof. Hubera obejmuje ponad 250 pozycji bibliograficznych ogłoszonych w języku polskim i w językach obcych.  1921 Uczony polski Czesław Witoszyński (1875- 1948) ogładza szereg prac z hydromechaniki i aerodynamiki. Do najcelniejszych prac należą: „Ruch okresowo-symetryczny cieczy względem osi” (1921) i ,,Teoria oderwania pojedynczego" (1934).  1921 Uczony polski Michał Broszko (1880 – 1954) ogłosił teorię ruchu burzliwego, opartą na racjonalnych podstawach bez uciekania się do dodatkowych założeń fizykalnych.

 

następny artykuł »