24. Начала научно-технических знаний в трудах Архимеда.

Первоклассным ученым математиком и механиком был Архимед (287-218 гг до н.э.). Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение числал (отношение длины окружности к диаметру). Архимед ввел понятие центра тяжести и разработал методы его определения для различных тел, дал математический вывод законов рычага. Ему приписывают "крылатое" выражение : " Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю".

Широчайшую известность получил закон Архимеда, касающийся плавучести тел. Он положил начало гидростатики, которая нашла применение при проверке изделий из драгоценных металлов и определении грузоподъемности кораблей.

Архимеда отличали ясность, доступность научных объяснений изучаемых им явлений. Научные труды Архимеда находили приложение в практике. Многие технические достижения связаны с его именем. Ему принадлежат многочисленные изобретения : так называемый "архимедов винт" (устройство для подъема воды на более высокий уровень), системы рычагов, блоков, полиспастов, винтов для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины, изготовленные для обороны родного города Архимеда - Сиракузы.

Архимед был одним из последних представителей естествознания Древней Греции. К сожалению его научное наследие долго не получало той оценки, которой оно заслуживало. Лишь спустя более полутора тысяч лет, в эпоху Возрождения, труды Архимеда были оценены по достоинству и получили дальнейшее развитие.

25. Развитие античной механики в Древней Греции и Риме.

В эпоху античности под механикой понималось исключительно инженерное искусство, в первую очередь создание военных машин, подъемных механизмов, различных типов часов и самодвижущихся устройств. Механика рассматривалась как составная часть единой «науки о природе». Развитие техники в Греции, а затем и в эллинистических государствах происходило на основе сведений по механике, накопленных в эпоху более древних цивилизаций (Месопотамия, Египет). Были разработаны такие положения, как принципы рычага, весов, наклонной плоскости и клина. Архиту из Тарента приписывается изобретение шкива и винта. Ряд понятий механики — трение, движение, тяжесть — на начальной стадии разрабатывали представители натурфилософии. Более подробно проблемой движения занимался Платон. Он дал объяснение причин движения и в определенной степени предвосхитил идею гравитации. Аристотель, опираясь на ряд положений Платона, приспособил их к своей философской системе и в книгах “Auscultationes physicae” («Физика») и “De caelo” («О небе») создал фундаментальное учение о механическом движении. Его учение — предвестник теорий Галилея и Ньютона, которые сформулировали основные законы динамики и доказали ошибочность воззрений Аристотеля по динамике. Следуя Платону, Аристотель полагал, что существуют естественные и вынужденные формы движения. Всякое движение может совершаться только по кругу или по прямой линии или частично по кругу, частично по прямой линии. Небесные тела вращаются вокруг центра космоса — Земли, имеющей форму шара. Движение по кругу — наиболее совершенное из всех возможных. Исходя из этих предположений, Аристотель развил свое учение о гравитации, которую он объяснял стремлением элементов к своему естественному месту в космосе. Он считал, что космос постоянно заполнен материальными телами, и отвергал возможность существования пустого пространства, поэтому ошибочно предполагал, что скорость свободного падения тел зависит от их массы. Его опроверг Галилей, экспериментально открывший закономерности падения тел в пустоте. Проблема вынужденного перемещения побудила Аристотеля заняться понятием силы. Он опирался на широко распространенное в эпоху античности положение о том, что тела приводятся в движение в силу каких-либо причин. Поэтому вынужденное движение происходит под воздействием толчка или шага. Если действие внешней силы прекращается или перестает передаваться через окружающую среду, то тело останавливается или начинает перемещаться естественным путем. Так была создана Аристотелем теория толчка. На основе своих представлений о движении тел по кругу Аристотель разработал теорию рычага, установил принцип параллелограмма и тем самым определил принцип действия механических устройств. Архимед из Сиракуз не только математическим путем вывел ряд основных законов статики и гидростатики, но и как создатель подъемных блоков, т. н.архимедова винта и различных военных машин, внес значительный вклад в развитие техники. В сочинении «Учение о методе», обнаруженном только в 1906, говорится, что целью проделанного математического анализа было исследование механического движения. Т. о., Архимеда следует считать основателем математической механики. В другом трактате, «О равновесии плоских фигур», он, исходя из свойств круга, путем геометрических вычислений обосновал теорию равновесия рычага и определил центры тяжести многих таких фигур. В произведении «О плавающих телах», посвященном проблемам гидростатики, он сформулировал закон о равновесии и устойчивости погруженного в жидкость тела (закон Архимеда), разработал метод экспериментального определения плотности и установил условия равновесия плавающих в жидкости сегмента шара и сегмента параболоида. В сочинениях Герона Александрийского принцип работы простых машин — ворога, рычага, блока — объяснялся их поворотом вокруг собственной оси. Папп Александрийский первым ввел 5 механических понятий: наклонная плоскость (винт), рычаг, клин, шкив, ворот (волна). А механизмы и устройства, приводимые в движение с помощью давления воздуха, воды или пара и созданные Ктесибием (водяные часы, впервые снабженные шестеренками и насосом с нагнетательными клапанами), Филоном из Византия (метательные машины) и Гёроном (механические устройства для поднятия тяжестей, «эолипил» — прототип паровой турбины), представляли собой чисто технические разработки без теоретического осмысления и вследствие наличия дешевой рабочей силы (рабы) фактически не нашли применения в производственном процессе; только некоторые изобретения были использованы в военном деле и при проведении измерительных работ.