¿Quién puede ayudar a comprobar el historial de desarrollo de la mecánica? Alrededor de mil palabras.

Hay flores de primavera y frutos de otoño; el día y la noche se alternan; el sol, la luna y las estrellas viajan por el cielo, la lluvia y el rocío nutren todas las cosas; En la antigüedad, los humanos no podían dominar la agricultura e identificar direcciones sin observar el sol, la luna y las estrellas en todas partes. El movimiento de estos cuerpos celestes en relación con la Tierra es un movimiento mecánico que los humanos encuentran todo el tiempo. Nació la astronomía. Después de que Copérnico fundara la teoría heliocéntrica, el famoso astrónomo y maestro de observación astronómica danés Tycho Brahe acumuló una gran cantidad de información valiosa sobre el movimiento de los planetas después de más de 20 años de observaciones precisas. Las observaciones de Tycho prepararon el camino para el descubrimiento de Kepler de las leyes del movimiento planetario. La práctica es el único criterio para probar la verdad. Durante el período histórico de la disputa entre el sistema geocéntrico de Ptolomeo y el sistema heliocéntrico de Copérnico, las precisas observaciones de Tycho sentaron una base sólida para la victoria del sistema heliocéntrico. Kepler utilizó los datos de observación acumulados por Tycho durante muchos años para analizar y estudiar cuidadosamente el movimiento de Marte y descubrió que el planeta se movía en una órbita elíptica. En 1609, propuso por primera vez la primera y la segunda ley de Kepler en "Nueva Astronomía". La primera ley, también conocida como ley de las órbitas elípticas, establece: "Todos los planetas orbitan alrededor del sol a lo largo de órbitas elípticas de diferentes tamaños, con el sol en un foco de la elipse. La segunda ley, también conocida como ley de la igualdad". áreas, afirma: "Cuando los planetas se mueven, las líneas rectas que conectan los planetas y el sol siempre pasarán por la misma área al mismo tiempo". En 1619, Kepler propuso la tercera ley, la ley periódica, en su artículo "La ley periódica". Armonía del Universo". Esta ley establece que el cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo del semieje mayor de su órbita. Estas leyes también proporcionaron la base teórica para el descubrimiento de Newton de la ley de gravitación universal. La mecánica clásica comienza con Galileo, el gran físico y astrónomo italiano, fundador de la ciencia experimental moderna y padre de la ciencia. Creó un conjunto de métodos de investigación científica que combinaron hábilmente experimentos, pensamiento físico y derivación matemática, y abrieron las razones para el desarrollo de las ciencias naturales. Fue el primero en introducir experimentos en la física y darles una posición importante, y se deshizo de la mala costumbre de sacar conclusiones basadas únicamente en especulaciones. Al mismo tiempo, también prestó gran atención al razonamiento riguroso y a la aplicación de las matemáticas. Por ejemplo, explicó el movimiento inercial eliminando el límite de fricción y dedujo que la velocidad a la que debían caer juntas las piedras grandes y pequeñas colocaba a Aristóteles en un dilema paradójico, negando así la conclusión de que los objetos pesados ​​caen más rápido que los ligeros. Este razonamiento puede eliminar errores intuitivos y conducir a una comprensión más profunda de la naturaleza de los fenómenos. Galileo demostró el movimiento inercial y afirmó que no se necesitaba ninguna fuerza externa para mantener el movimiento. Hay una cuestión fundamental sobre los deportes que no ha quedado clara durante miles de años debido a su complejidad. Durante mucho tiempo se ha pensado que para cambiar la posición de un objeto estacionario es necesario empujarlo, tirarlo o levantarlo. La experiencia lleva a la gente a creer que para hacer que un objeto se mueva más rápido, hay que empujarlo con más fuerza. "Todos los objetos en movimiento deben ser movidos por un motor", dijo el antiguo filósofo griego Aristóteles. A partir de experimentos y observaciones, Galileo llegó a conclusiones correctas mediante el razonamiento científico. Se dio cuenta de que cuando una pelota rodaba cuesta abajo, se hacía cada vez más rápida y, a medida que subía, se hacía cada vez más lenta. A medida que la pelota rueda horizontalmente, la velocidad debe permanecer constante. Pero, en realidad, la bola se detenía después de rodar sobre una superficie horizontal una cierta distancia. Galileo creía que esto se debía a la fricción entre el objeto y el suelo. Galileo observó que cuanto más lisa era la superficie, menor era la fricción y más lejos rodaba la bola en el plano horizontal. Imagine una superficie lisa ideal sin fricción. ¿Cómo se moverá la pelota? El corolario de Galileo fue que la bola rodaría para siempre. Newton resumió la conclusión correcta de Galileo como una ley básica de la dinámica, conocida como primera ley de Newton: esto negaba el dogma de Aristóteles de que "el movimiento debe ser impulsado". Galileo también demostró que todos los objetos caen con la misma aceleración. El movimiento uniformemente acelerado se estudió experimentalmente. Se propuso el concepto del principio de relatividad. Galileo también fabricó y mejoró varios telescopios y los utilizó para observar las estrellas. Descubrió que a medida que aumentaba el aumento del telescopio, también aumentaba el número de estrellas que veía; la Vía Láctea está compuesta por innumerables estrellas independientes; en la luna, Venus también tiene rondas de cambios; . También descubrió las manchas solares y creía que las manchas solares eran fenómenos en la superficie del sol. A partir del desplazamiento de las manchas solares en la superficie del sol, concluyó que el período de rotación del sol es de 28 días (en realidad, 27,35 días). Galileo promovió la teoría heliocéntrica de Copérnico en dos de sus libros recién descubiertos: "El mensajero estelar" (1613) y "Cartas sobre las manchas solares" (1613).

El libro de Galileo "Diálogo y demostraciones matemáticas sobre las dos nuevas ciencias de la mecánica y del movimiento local" sentó las bases de la cinemática y la dinámica en la mecánica clásica. Desde entonces, los métodos de investigación científica de Galileo se han difundido ampliamente y ha surgido un grupo de científicos (Newton los llamó gigantes), entre ellos Descartes, Huygens, Leibniz, Boyle, Fermat, Pascal, Mariott, Hooke, Halley, Otto von Guerick. y las investigaciones de otros sobre la inercia, la conservación del impulso, la fuerza centrípeta, la colisión, el péndulo, etc. sentaron las bases para la síntesis de Newton. En 161, Newton, de 18 años, se graduó de la escuela secundaria y fue admitido en el Trinity College de la Universidad de Cambridge. En sus primeros dos años en la universidad, no sólo estudió aritmética, álgebra y trigonometría, sino que también estudió los Elementos de Euclides. También estudió la geometría de Descartes y dominó el método de coordenadas. Este conocimiento matemático sentó una base sólida para la investigación científica posterior de Newton. Debido a su estudio serio, fueron seleccionados como estudiantes destacados después de tres años, y 65438 a 0665 permanecieron en la escuela después de graduarse. En junio de este año, Cambridge fue cerrada debido a la amenaza de peste y regresó a su ciudad natal durante 20 meses consecutivos. Estos 20 meses de vida tranquila le dieron tiempo suficiente para pensar en los problemas que estudiaba en la escuela, lo que se convirtió en el período más creativo de su vida. Los descubrimientos científicos más importantes de su vida, como el cálculo, la ley de la gravitación universal, la dispersión de la luz, etc., maduraron básicamente durante este período. En años posteriores, su trabajo consistió en desarrollar y perfeccionar la investigación sobre este período. El establecimiento del sistema teórico de la mecánica clásica estuvo marcado por la publicación de la obra maestra de Newton "Principios matemáticos de la filosofía natural". El libro se publicó a mediados del verano de 1687. Fue bien recibido por la comunidad académica y se agotó rápidamente. En su libro "Principios matemáticos de la filosofía natural", Newton registró la ley de inercia propuesta por Galileo y perfeccionada por Ducard como primera ley del movimiento. Definió masa, fuerza y ​​momento, y propuso que la relación entre los cambios de momento y las fuerzas externas es la segunda ley del movimiento. Escribió la relación entre las fuerzas de acción y reacción como la tercera ley del movimiento. La tercera ley del movimiento se estableció sobre la base del estudio de la ley de colisión; antes que él, Wallace, Ryan, Huygens y otros habían estudiado cuidadosamente el fenómeno de la colisión y de hecho descubrieron esta ley. También escribió sobre el principio de acción independiente de las fuerzas, el principio de relatividad de Galileo y la ley de conservación del impulso. Escribió su comprensión del espacio y el tiempo, es decir, los conceptos de espacio absoluto y tiempo absoluto. Las tres leyes del movimiento de Newton resumieron y refinaron las leyes de todos los fenómenos mecánicos en la Tierra que se habían descubierto en ese momento. Formaron la base de la mecánica clásica y dominaron casi todas las áreas de la física durante los siguientes 200 años. Se ha intentado utilizar las leyes de Newton para explicar el calor, la luz y los fenómenos eléctricos, y en algunos aspectos, como la teoría de la termodinámica, se ha logrado un éxito sorprendente. Las leyes de Newton siguen siendo la base teórica de muchas tecnologías de ingeniería, como la aeroespacial, la maquinaria, la ingeniería civil, etc. En este punto, el edificio del sistema teórico de la mecánica clásica se mantiene firme.

La mecánica teórica es la ciencia que estudia las leyes generales del movimiento mecánico de los objetos.

El llamado movimiento mecánico se refiere al cambio de posición de un objeto en el espacio con el tiempo. El movimiento de la materia es diverso y se manifiesta en diferentes formas de movimiento, como cambios de posición, generación de calor, luminiscencia, fenómenos electromagnéticos, procesos químicos e incluso actividades de pensamiento en la mente humana. El movimiento mecánico es la forma más simple y elemental de movimiento material, que a menudo encuentran las personas en la producción y la vida. Por ejemplo, el movimiento de diversos vehículos, el funcionamiento de máquinas, el flujo de la atmósfera y de los ríos, el funcionamiento de satélites y naves espaciales, la vibración de los edificios, etc., son todos movimientos mecánicos.

La mecánica teórica se basa en las leyes básicas establecidas por Galileo y Newton y pertenece a la categoría de la mecánica clásica. En la segunda mitad del siglo XIX, debido al desarrollo de la física moderna, se descubrió que muchos fenómenos mecánicos no podían explicarse mediante las leyes de la mecánica clásica, por lo que la mecánica relativista y la mecánica cuántica, que estudian las leyes de la alta velocidad. movimiento material, llegó a existir. En estos nuevos campos de investigación, el contenido de la mecánica clásica ya no es aplicable. Pero hay que afirmar que al estudiar el movimiento de objetos macroscópicos con una velocidad muy inferior a la de la luz (300.000 kilómetros/segundo), especialmente al estudiar problemas mecánicos en ingeniería general, la práctica ha confirmado la precisión suficiente de la mecánica clásica. . Al mismo tiempo, se están desarrollando rápidamente nuevas ramas de la mecánica basadas en la mecánica clásica.

Ya en la sociedad esclavista, la gente creaba algunas herramientas y maquinaria simples (como biseles y palancas) mediante trabajo productivo y acumulaba mucha experiencia en el uso y mejora continua de estas herramientas y maquinaria. El conocimiento adquirido a través de la experiencia constituye el punto de partida de las leyes de la mecánica. En la antigua China, se prestaba mucha atención a la fuerza en libros y documentos como "Mo Jing", "Examination Notes", "Lunheng" y "Tiangong Kaiwu".

Se puede ver que los trabajadores y valientes trabajadores de la antigua China acumularon un rico conocimiento mecánico desde muy temprano. En Europa, después de los clásicos mohistas, aparecieron uno tras otro la "Física" de Aristóteles y "Sobre la gravedad específica" de Arquímedes, sentando las bases de la estática.

Durante la larga Edad Media, Europa experimentó un oscuro dominio feudal, que obstaculizó gravemente el desarrollo de la productividad y la ciencia. En la segunda mitad del siglo XV, debido al auge del capital comercial, la artesanía, la navegación y las industrias militares alcanzaron un desarrollo sin precedentes, promoviendo así el rápido desarrollo de la mecánica y otras ciencias.

En los siglos XVI y XVII, la mecánica comenzó a formar una disciplina independiente y sistemática. Galileo propuso el contenido de la ley de inercia y el concepto de aceleración basándose en experimentos, sentando las bases de la dinámica. Sobre esta base, después de los esfuerzos de Descartes y Huygens, Newton finalmente triunfó. En su obra maestra de 1687 "Principios matemáticos de la filosofía natural", Newton propuso tres leyes básicas de la dinámica y describió sistemáticamente la dinámica basándose en estas leyes. Las leyes del movimiento de Newton son la base de toda la mecánica clásica.

Los siglos XVIII y XIX fueron los períodos de madurez de la mecánica teórica. Se propusieron sucesivamente el importante principio de desplazamiento virtual, el principio de D'Alembert y la famosa ecuación de Lagrange. En esta época se desarrolló la mecánica analítica basada en las ecuaciones generales de la dinámica. En la primera mitad del siglo XIX, gracias al uso de una gran cantidad de máquinas, se formaron los conceptos de trabajo y energía, y se descubrieron las leyes de conservación y transformación de la energía. Esta ley no sólo es de gran importancia en cuestiones técnicas de ingeniería, sino que también comunica la relación entre el movimiento mecánico y otras formas de movimiento. Además, hay muchos resultados importantes en dinámica de cuerpos rígidos, estabilidad del movimiento, dinámica de partículas de masa variable, etc.