Измерения, связанные с механикой

Механика как самая простая область физики развивалась еще в древней Греции. В 4 в. до н.э. зародились элементы механики: понятия о движении – перемещении в пространстве, правила сложения перемещений, правило рычага. Представления о распространении звука в воздухе, звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха.

Архимед – ввел понятие центра тяжести и момент сил, открыл законы рычага, законы гидростатики (кто знает?), объяснил приливы и отливы влиянием луны. Гиппарх открыл прецессию – явление вращательного движения. Альгазен - разложение вектора скорости. Альгатини – учение о весах – удельный вес веществ и воздуха.

В средневековье механику изучал Альберт Саксонский (14 в. ) – ввел поступательное и вращательное движение, понятие скорости и угловой скорости. Орем Николай (14 в.) доказывает теорему о связи равномерного и равноускоренного движения.

Кеплер на основе наблюдений своего учителя Тихо Браге открыл законы движения планет, которые назвали позже в его честь: законы Кеплера. Они явились основой, на которой Ньютон строил свои рассуждения о притяжении между планетами и Солнцем.

Галилей и Ньютон, по сути, заложили основы механики, и после них, с введением координат, интегралов, производных и других математических инструментов, ученые успешно решали множество практических задач.

В 18 в. Генри Кавендиш провел опыт по плотности Земли, из которой непосредственно можно найти гравитационную постоянную G. К сожалению, свои результаты он не опубликовал из-за большой скромности и они долгое время оставались неизвестными. Интересно отметить, что лаборатория Кавендиша (в ней работали такие знаменитые ученые как сэр Дж. Дж. Томсон, лорд Резерфорд, сэр Уильям Брэгг, Джеймс Максвелл) названа так в честь мецената и ее создателя в 19 в – Уильяма Кавендиша – родственника Генри Кавендиша. Г. Кавендиш в своем опыте по измерению G c помощью крутильных весов использовал закон гравитационного взаимодействия Ньютона и закон упругости Гука, т.о. помирил в своем устройстве Ньютона и Гука.

Гук часто упрекал Ньютона в том, что тот ворует его и открытия, из-за чего они поссорились и не общались до самой смерти Гука. После чего Ньютон даже сжег все портреты Гука.

Приборы для измерения длины [1]

Измерение длины может проводиться непосредственно путем сравнения положений определенных точек объекта с отметками на линейке. Линейка совмещает функции копии эталона длины, измерительного устройства и его шкалы.

В 1631 г. Пьер Вернье (Pierre Уегтег)изобрел устройство, позволяющее повысить точность измерения длины благодаря введению дополнительной шкалы, расположенной вдоль основной шкалы. Обычно вспомогательная шкала градуируется в соотношении 9/10 от основной шкалы.

Для достаточно точного измерения толщины малых объектов используют микрометр, принцип действия которого основан на равенстве осевых перемещений винта при каждом полном повороте. На микрометре также имеется две шкалы: основная - по оси винта и вспомогательная - по окружности.

С давних времен для измерения больших расстояний используется колесо, которое катят без скольжения вдоль измеряемого отрезка. Величина расстояния подсчитывается по диаметру колеса и числу его оборотов. Подобный принцип используют, в частности для определения пробега автомобиля.

В настоящее время для измерения длин применяются приборы, использующие различные физические процессы: оптические, распространения радиоволн и звуковых колебаний.