2. Основні історичні етапи розвитку механіки

Перші справді наукові результати в галузі механіки ми знаходимо в працях Архімеда (287 – 212 рр. до н. е.). Йому належить один із основних законів гідростатики і теорія важеля. Він дав пояснення принципу дії коловороту, клина та винайшов гвинт, на базі якого створив гвинтовий насос для підняття води.

Ми не будемо докладно розглядати історію розвитку механіки, зробимо лише декілька загальних зауважень про найвидатніших учених, яким ми зобов’язані низкою фундаментальних праць, що привели до сформування сучасної класичної механіки.

Найперше слід згадати М.Коперника (1473–1543) та Й. Кеплера (1571–1630). М. Коперник у загальних рисах окреслив геліоцентричну теорію руху планет навколо Сонця, а Й. Кеплер підтвердив цю теорію відомими трьома законами. Ці закони дали змогу І. Ньютону обґрунтувати закон всесвітнього тяжіння.

Особливо важливі дослідження провів Г. Галілей (1564–1642). Йому належить відкриття першого основного закону механіки – закону інерції. Галілей заклав основи сучасної кінематики, йому належать праці із статики.

Нарешті, відзначимо І. Ньютона (1643–1727). Ньютон об’єднав, узагальнив і обґрунтував тодішні досягнення механіки в своїй визначній праці “Математичні начала натуральної філософії”(1689). У цій книзі висловлені основні положення класичної механіки. Величезним досягненням Ньютона було встановлення закону всесвітнього тяжіння.

Розглянемо основні етапи розвитку механіки у 18 і 19 століттях.

Серед видатних учених 18 ст. слід відзначити Бернуллі (1667–1748), Ж.д’Аламбера (1717–1783), членів Петербурзької академії наук – М.В. Ломоносова (1711–1765), Л. Ейлера (1707–1783), Ж. Лагранжа (1736–1813). З іменами цих учених ми будемо зустрічатись протягом вивчення механіки.

М.В. Ломоносов підняв принципові питання про природу сил тяжіння, про збіг інертної маси тіла з ваговою масою, Л.Ейлеру належать глибинні дослідження з динаміки, зокрема, динаміки твердого тіла, Ж. Лагранжу – визначна праця “Аналітична механіка” (1788).

Особливо бурхливого розвитку теоретична механіка набула в 19ст. Тут ми відзначимо праці У. Гамільтона (1805–1865), К. Якобі (1804–1851), Ф. Гаусса (1777–1855). Дослідження цих учених сприяли розвиткові аналітичних методів механіки.

Із російських вчених у першу чергу відзначимо академіка М.В. Остроградського (1801–1862), який провів глибокі дослідження в галузі аналітичної механіки. Величезний вклад у розвиток механіки зробив М.Є. Жуковський (1847–1921). Загальновідомі праці М.Є. Жуковського з аеродинаміки.

Найбільше праць російських учених у галузі теоретичної механіки стосується питань динаміки твердого тіла. Блискучий початок досліджень у цій частині механіки поклала С.В. Ковалевська (1850–1891).

Найстародавніша праця про механізми і машини, яку ми маємо, – це “Механічні проблеми” Аристотеля (384–322р. до н.е.), в якій описані важіль, криничний журавель, кривошип, колесо, гончарний верстат, центрифуги, зубчаті колеса тощо.

Велика роль у створенні машин відводиться грецькому вченому Ктесибію (300–230 до н.е.), який винайшов пожежний насос, створив ряд гідравлічних та пневматичних механізмів.

Великими ученими епохи Відродження був Леонардо да Вінчі (1452–1519). Він вперше визначив експериментально коефіцієнт тертя ковзання, створив багато нових механізмів, різні конструкції ткацьких верстатів, друкарських деревообробних машин, волочильний верстат, розробив декілька проектів вантажопіднімальних машин.

Наукові відкриття М.В. Ломоносова та Л. Ейлера надихнули російських винахідників: І.І. Ползунова (1728–1766) – на розробку двоциліндрового парового двигуна, пристроїв для подачі води та пари; І.П. Кулібіна (1735–1818) – на створення протезу, годинника-автомата, “самокатки”, конструкція якої містила всі риси майбутніх автомобілів; К.Д. Фролова (1726–1800) – на створення комплексу рудо- і водопіднімальних пристроїв; батька і сина Черепанових – на створення і запуск першої в Росії залізниці на паровій тязі; А.К. Нартова (1693–1756) на побудову токарно-гвинторізного верстата.

Видатному основоположнику російської школи теорії механізмів і машин П.Л. Чебишову (1821–1894) належить низка досліджень, присвячених синтезу механізмів, теорії регуляторів і зубчатого зачеплення, структурі плоских механізмів. Він створив понад 40 оригінальних механізмів.

Велику роль у розвитку теорії механізмів відіграли праці Л.В. Ассура (1878–1920), який створив найраціональнішу класифікацію плоских механізмів.

Основоположником радянської школи теорії механізмів та машин був І.І. Артоболевський (1905–1977), перу якого належать праці з структури, кінематики та синтезу механізмів, динаміки машин і теорії машин-автоматів, а також низка підручників, навчальних посібників, довідників, визнаних і перекладених на багато мов світу.