Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, ФИЛОСОФИЯ

Начала научно – технических знаний в трудах Архимеда

cool_lady 252 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 21 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 19.01.2021
Реферат на тему: "Начала научно – технических знаний в трудах Архимеда"
Введение

Архиме?д (287—212 годы до н. э.) — древнегреческий математик, физик и инженер. Родился и большую часть жизни прожил в городе Сиракузы на Сицилии. Он сделал много открытий в области геометрии, предвосхищая многие идеи математического анализа. Он заложил основы механики, гидростатики и был автором нескольких важных изобретений. Многие математические термины связаны с именем Архимед. Наиболее известным приближением является ? (22/7), которое называется архимедовым приближением. Работы учёного использовали в своих сочинениях всемирно известные математики и физики XVI—XVII веков, такие, как Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Рене Декарт и Пьер Ферма. Согласно современным оценкам, открытия Архимеда стали основой для дальнейшего развития математики в 1550—1650-х годах. С жизнью Архимеда связаны несколько легенд. Широкую известность получил рассказ о том, как Архимед сумел определить, сделана ли корона царя Гиерона полностью из золота, выданного царём для этого заказа, или нанятый ювелир сжульничал, подмешав в расплав серебро. Размышляя о поставленной задаче, Архимед пришёл в баню и, погружаясь в ванну, обратил внимание на поведение уровня воды. В этот момент его осенила идея о приложении вытесняемого объёма к весу, которая легла в основу гидростатики. С криком «Эврика!» Архимед выскочил из ванны и голым побежал к царю. Сравнив объёмы воды, вытесненные короной и слитком золота равного с ней веса, учёный доказал обман ювелира. Согласно другой легенде, благодаря открытию теории рычага и созданию полиспаста, Архимед смог в одиночку сдвинуть с места огромный корабль при перевозке его по суше на катках. Ошеломлённым соотечественникам учёный сказал, что будь у него точка опоры, он бы перевернул земной шар. Во время нападения римлян на Сиракузы устройства, созданные Архимедом, привели к поражению целой армии, которая напала на город с моря и суши. Римляне, надеясь быстро оккупировать город, были вынуждены отказаться от своего первоначального плана и продолжить осаду. Два года спустя город был захвачен благодаря предателю. Архимед был убит во время атаки.
Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….3 1. Начало деятельности Архимеда………………………....………………………….....…….3 1.1 «Мы выигрываем в скорости, теряем в силе»….…………………………….…….3 1.2 Учение о центре тяжести…….………………………………………………....…...5 1.3 Открытие закона рычага…………………………………………………….....……7 1.4 «Дай мне место, где бы я мог стоять, и я подниму Землю!»……………….....…..8 1.5 Основ гидростатики……………………………………………………………....….9 1.6 Определение удельного веса…………………………………………………….....11 1.7 Оптика……………………………………………………………………………….12 2. Путь Архимеда в области изобретений…………………………………………………….13 2.1. Изобретения Архимеда…………………………………………………………….13 3. Заключение…………………………………………………………………………………...20 Список используемой литературы ……………………………………………………………21
Список литературы

1. Зленов Л. А., Владимиров А.А., Щуров В.А. История и философия науки – М., Флинта, 2014 2. Кузнецова Н.В. Философия науки, история, современное состояние. – КЕМГУ, 2014 3. Хабибуллин К.Н., Луговой А.А., Грешных А.А., История и философия науки: учебное пособие для адъюнктов, аспирантов и соискателей. – СПб, УГПС, 2013 4. Горбнов В.П. История и философия науки. Философия техники технических наук. Спб, 2013. 5. Луговой А.А. Методические рекомендации по подготовке реферата по дисциплине «История и философия науки» для адъюнктов, аспирантов и соискателей инженерно – технических и гуманитарных специальностей, СПб, 2014. 6. Черняева А.С. История и философия науки. Структура научного знания: учебное пособие для аспирантов и соискателей. – СибГТУ, 2013 г. 7. Бучило Н.Ф., Исаев И.А. История и философия науки. – М., 2014 8. Вельяно М.В. История и философия науки: учебное пособие (Гриф УМО). – М., 2012 г.
Отрывок из работы

1. Начало деятельности Архимеда 1.1. «Мы выигрываем в скорости, теряем в силе» Архимед является прородителем математической физики. Он ввел понятия центра тяжести, открыл законы воздействия и разработал основы гидростатики. Он также занимался классической оптикой, но мы, конечно, не известны этими работами. Древние греки рассматривали физику как полноценное учение о мире и считали ее частью философии. Его практические аспекты, такие как механика, относятся к применяемым дисциплинам. Хотя математика использовалась, они не нуждались ни в строгости, ни в полном описании явлений и применялась, но от нее не требовали ни строгости, ни полноты описания явлений. Для Архимеда математика была основным средством решения различных задач. Его начало было механикой. В настоящее время трудно определить идеи о механических движениях, которые были прогрессивными в древней античности; однако физика Аристотеля изучалась, комментировалась и считалась непогрешимой в течение сотен лет. Движения Аристотеля делятся на «естественные» и «насильственные». Природным считалось стремление материи к ее «месту» в зависимости от ее свойств, например, стремление камня к центру; Земля, огонь - от Земли вверх. Насильственные движения предполагают внешнюю причину - применение силы. Механика Аристотеля не знала явления инерции: движение должно было быть остановлено сразу после прекращения власти. Инерционное движение объясняется влиянием окружающей среды. В связи с этим последователи Аристотеля считали, что при бросании камня существовал воздушный вихрь, который переносил его после того, как камень покинул его руку. Архимед посвятил свою работу изучению только тех сил, которые с точки зрения механики Аристотеля провоцируют «естественные» движения. Кроме того, это значительно упростило задачу, исключив из нее движение. Вот так и родились статики. До того, как Архимед занялся рассмотрение вопросов, связанных с законом рычага, их рассматривали в сочинении «Механические проблемы», автором которого долгое время считался Аристотель. Статья «Механические проблемы» была создана в форме вопроса и ответа, содержащего описание ряда инструментов и механизмов (рычаг, противовесный кран, плоскогубцы, рычаг, цепной подъемник, балансировочный рычаг, шестерни), как описание их действий, основанных на «принципе рычага» и правилах: «Мы выигрываем в скорости (дорожки) - мы теряем в силе». Однако расплывчатая формулировка задач иногда приводила к полному заблуждению. Вот как, например, действие руля описано в Задачах: «Почему руль так висит на корме корабля? Может быть потому, что рулевое управление - это рычаг, а рулевое колесо - это то, что заставляет его работать? Следовательно, место, где оно прикреплено к кораблю, становится опорой, рулевое колесо в целом становится рычагом, море становится грузом, а рулевое колесо становится движущей силой. «Контроль основан на силе реакции воды, которую он отталкивает, и поэтому неправильно сводить принцип его механизма к простому рычагу. В отличие от смутных рассуждений, содержащихся в «Механических задачах», Архимед выступил против великолепной теории, построенной на законах геометрии. Архимед сделал механику того, что сделали греческие геометры в египетской и вавилонской съемках. Вместо полей они рассматривали сегменты самолетов; вместо границ они рассматривали бесконечно тонкие и абсолютно прямые (или со строго определенной кривизной) линии. И тогда оказалось, что можно было найти соотношения между фигурами, которые не сомневались в восточной математике, довольные решением практических задач. Архимед дал геометрическим фигурам массу, равномерно распределенную по поверхности или объему. В отличие от автора «Механических проблем», он рассматривает не реальные рычаги или барабаны, а их идеализированные схемы. Это еще более примечательно, так как Архимед также был великим дизайнером. Из механических или, точнее, механико-геометрических работ Архимеда сохранились только две: «О равновесии плоских фигур» и «Послание Эратосфена или Эратосфена о механических теоремах». Однако выдержки из его ранних механических работ «О весах» и «О рычагах» сохранились в работах многих авторов. Наиболее важный из них, относящийся к учению о центре тяжести, содержится в «Механике» александрийского ученого 1-го века. А.Д. Герон и ученый третьего века Математической библиотеки. н.э. (тоже александрийский) папа. 1.2. Учение о центре тяжести Основным открытием ученых в области механики стало введение концепции центра тяжести, которая сводится к доказательству того, что у теленка есть только одна точка, в которой можно сосредоточить его вес, чтобы не сломаться в этом состоянии равновесия. Герон и Папа приводят доказательства сосредоточенности на Архимеде. Герон предшествует теореме фразой, которая относится к рассмотрению Архимедом идеализированных «физико-математических» тел (метод абстракции). Герон пишет: «Никто не отрицает, что в действительности только тела говорят о склонности и отклонении. Архимед объяснил, что если речь идет о прямых или сплошных (объемных) фигурах, то эта точка является их центром вращения и центром тяжести. «Эта фраза подтверждает, что замена тел их теоретическими моделями в науке - это инновация, введенная Архимедом. Архимедовы определение центра тяжести и теорему о его существовании мы приведем в пересказе Папа. Определение центра тяжести формулируется так: «...центром тяжести некоторого тела является некоторая расположенная внутри него точка, обладающая тем свойством, что если за нее мысленно подвесить тяжелое тело, то оно останется в покое и сохранит первоначальное положение». Доказательство существования центра тяжести также основано на мысленном уравновешивании тела. В нем тело мысленно помещают на горизонтальную прямую, являющуюся основанием вертикальной плоскости (рис. 1): «Если какое-нибудь обладающее весом тело положить на прямую CD так, чтобы оно полностью рассекалось продолжением упомянутой плоскости, то оно может иногда занять такое положение, что будет оставаться в покое... Если затем переставить груз так, чтобы он касался прямой CD другой своей частью, то можно при поворачивании дать ему такое положение, что он, будучи отпущен, останется в покое. Если снова вообразить плоскость ABCD продолженной, то она разделит груз на две взаимно уравновешивающиеся части и пересечется с первой плоскостью... Если бы эти плоскости не пересеклись, то те же самые части были бы и уравновешивающимися и неуравновешивающимися, что нелепо». Рис. 1. К определению центра тяжести тела Действительно, если бы плоскости, рассекающие груз на уравновешенные части, оказались параллельными (не пересекались), то можно было бы уравновесить тело, не поворачивая его, а только сдвинув параллельно самому себе. Это означало бы, что к одной из частей добавился бы отнятый от второй части объем, заключенный между плоскостями, что должно было бы нарушить равновесие. Путем подобных же рассуждений доказывается, что на линии пересечения плоскостей находится единственная точка, являющаяся центром тяжести. Архимед решил ряд задач на нахождение центров тяжести различных геометрических фигур: треугольника, параллелограмма, конуса, сегмента параболы. 1.3. Открытие закона рычага Закон рычага, вероятно, был сформулирован в одном из упомянутых выше не дошедших до нас сочинений Архимеда. Причем сохранившийся в «Механике» Герона отрывок из сочинения Архимеда показывает, что в этом сочинении рассматривался случай, когда точки приложения сил расположены на окружностях разного диаметра, имеющих общую точку поворота. Это схема таких механизмов, как ворот, зубчатая передача и амфирион (разновидность ворота, состоящая из сидящих на одном валу барабанов разного диаметра). Приведя теорему, сводящую этот случай к рычагу, Герон пишет: «Это доказал Архимед в своей книге о равновесии. Отсюда ясно, что можно сдвинуть большую величину малой силой». Но Архимед более серьезно разработал эти проблемы позже в эссе «О равновесии прямых фигур», состоящем из двух частей. В первом дается ряд аксиом и общих теорем, а во втором они помогают решить проблему нахождения центра тяжести отрезка параболы. В этой работе Архимед впервые разработал аксиоматический подход к механике. Он строит свою теорию на основе геометрии, добавляя несколько «механических» аксиом к геометрическим аксиомам. Книга начинается так: «Сделаем следующие допущения: 1. Равные тяжести на равных длинах уравновешиваются, на неравных же длинах не уравновешиваются, но перевешивают тяжести на большей длине. 2. Если при равновесии тяжестей на каких-нибудь длинах к одной из тяжестей будет что-нибудь прибавлено, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, к которой будет прибавлено». Архимед приводит семь аксиом и на их основании доказывает ряд теорем, касающихся определения общего центра тяжести двух или нескольких фигур. Нахождение общего центра тяжести фигур сводится к их уравновешиванию на воображаемом рычаге, поскольку такое уравновешивание произойдет, если точка подвеса окажется в этом центре. Содержание закона рычага, выведенного из аксиом, заключено в следующих двух теоремах: 1. «Соизмеримые величины уравновешиваются на длинах, которые будут обратно пропорциональны тяжестям». 2. «Если величины несоизмеримы, то они точно так же уравновешиваются на длинах, которые обратно пропорциональны этим величинам». Разумеется, для практики, когда требуются лишь приближенные расчеты, вторая теорема не нужна. Но она имеет глубокий теоретический смысл, показывая, что закон рычага действует при любых отношениях плеч, включая и иррациональные. Архимед не только ввел новый класс задач в геометрию (определение центра тяжести фигур), но также впервые применил «механические» методы (например, умственное взвешивание для поиска областей сложных фигур). Применив математику для изучения механического равновесия, Архимед показал, что математический подход к решению физических проблем не только помогает проникнуть в суть законов природы, но обогащает и саму математику. 1.4. «Дай мне место, где бы я мог стоять, и я подниму Землю!» В одиннадцатой главе «Математической библиотеки» Паппа говорится: «Как определенный груз привести в движение определенной силой – это то механическое открытие Архимеда, которое заставило его радостно воскликнуть: «Дай мне место, где бы я мог стоять, и я подниму Землю!» Сходный по содержанию текст имеется у Плутарха, который рассказывает: «Архимед, между прочим, писал однажды своему родственнику и другу царю Гиерону, что данной силой можно поднять любую тяжесть. В юношески смелом доверии к силе своего доказательства он сказал, что, если бы у него была другая Земля, он перешел бы на нее и сдвинул с места нашу. Ошарашенный Гиерон потребовал доказать свои слова и привести в движение какое-либо большое тело при помощи малой силы. Архимед не растерялся и приказал усадить на царскую грузовую триеру, вытащенную на морской берег с громадным трудом, а именно с помощью рук огромного количества людей, большой экипаж, положить на нее обыкновенный груз и, усевшись на некотором расстоянии, без всяких усилий, спокойно двигая рукой конец полиспаста, стал тянуть к себе триеру так тихо и ровно, как будто она плыла по морю». Таким образом, открытие связывается с эффектной механической демонстрацией и со знаменитой фразой Архимеда о том, что он смог бы сдвинуть саму Землю. Обычно эту фразу относят к открытию закона рычага. Но рычаг был известен с незапамятных времен, а закон его действия, хотя и не строго, уже был сформулирован в «Механических проблемах». Кроме того, при попытке сдвинуть рычагом очень большой груз, мы получим весьма малое перемещение. Также мало вероятно, чтобы эта фраза относилась к какому-нибудь изобретенному Архимедом механизму, например винту. Ведь Папп говорит о каком-то открытом Архимедом законе, «как определенный груз привести в движение определенной силой». Ссылаясь на книгу Герона «Барулк», Папп пишет: «В «Барулк» он описывает, как поднять определенный груз определенной силой, причем он принимает отношение диаметра колеса к диаметру оси равным 5:1, предварительно допустив, что подлежащий поднятию груз весит 1000 талантов (25 т), а движущая сила равна 5 талантам (125 кг)». Далее Папп, меняя условия задачи (поднять груз в 160 талантов силой 4 таланта), описывает расчет многоступенчатого зубчатого редуктора, имеющего на входе червячную передачу.Слово «барулк», видимо, и является названием описываемого механизма. «Открытие» не названо, однако теперь мы знаем, что оно заключено в механизме, который мы бы назвали лебедкой, содержащей барабан для наматывания каната, несколько зубчатых передач и червячную пару. Кроме червячной передачи, которая входит в состав лебедки, остальные механизмы – ворот и зубчатые колеса – упоминаются в «Механических проблемах» и, значит, были известны до Архимеда. Новинкой стал принцип многоступенчатой передачи. Открытие Архимеда состояло в том, чтобы найти закон определения общего «усиления», достигаемого механизмом, состоящим из последовательно соединенных зубчатых колес. Этот закон можно сформулировать следующим образом: общий механизм трансмиссии многосуставного механизма равен произведению передаточных чисел его звеньев. Но это простое правило приводит к поразительным результатам. Если мы возьмем пару шестерен в соотношении радиусов 1: 5 (как у Херона), то на большом циферблате мы получим «прирост мощности» 5 раз. Если мы поместим еще один такой же большой на вал с небольшим колесом и подключим его к другому столь же маленькому, мы получим «усиление» 25 раз. Для передачи с тремя такими передачами будет 125, с пятью - 3125, а с семью передачами будет 390 625; наконец, получив всего 12 передач, мы получим астрономическое число 1 220 703 125! Открыв данный закон, Архимед открыл, на что способна механика, и не побоялся продемонстрировать ее могущество окружающим.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Реферат, Философия, 26 страниц
200 руб.
Реферат, Философия, 29 страниц
250 руб.
Реферат, Философия, 20 страниц
230 руб.
Реферат, Философия, 12 страниц
200 руб.
Реферат, Философия, 13 страниц
230 руб.
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg