Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram

Тема II. ВЪВЕДЕНИЕ НА ЗНАНИЯТА В ОБЛАСТТА НА МЕХАНИКАТА И ТЯХНАТА РОЛЯ КАТО ТЕОРЕТИЧНА И МЕТОДОЛОГИЧНА ОСНОВА НА ИНЖЕНЕРНАТА ДЕЙНОСТ \ t




Дори в началния етап на праисторията на човечеството, наречена палеолит (древна каменна епоха), примитивният човек плахо започва да прониква в тайните на природата, първоначално несъзнателно, а след това по-съзнателно и съзнателно възприема явленията и условията на околната среда.

Използването на първите инструменти - камък и пръчка - накара примитивния човек инстинктивно да оцени траекторията на движение, за да донесе фатален удар на жертвата. Това налага непрекъснато усъвършенстване и изобретяването на нови инструменти.

В неолита (новокаменната епоха) каменните оръдия на труда се подлагат на все по-внимателна и разнообразна обработка, в зависимост от предназначението им. Човекът се придвижва от събиране на растения и лов до отглеждане на растения и отглеждане на добитък: започва заседнал живот. Налице е постепенен процес на натрупване на знания, необходими за съзнателни и ползотворни практически дейности за трансформиране на производителните сили.

Целта на тази лекция е да покаже процеса на генериране, формиране и развитие на теоретичните и методологическите основи на инженерната дейност.

1. Произход на знанията в областта на механиката.

2. Формиране и развитие на раздели на механиката като основа на инженеринга.

От древни времена, дори в предпишещите времена, човек може да използва лост и клин, устройства, без които не могат да се правят никакви инструменти. Между другото, трябва да се каже, че тези инструменти по същество представляват или комбинация от лост и клин, или техни варианти.

В процеса на обработване на каменни оръдия, хората са използвали цепене и триене, а по-късно, след овладяване на бронза (от 5-то хилядолетие пр. Хр.), Се запознават с резултатите от операцията по изравняване и научават, че под влиянието на въздействието можете да го промените вид. Наблюденията на полета на камък или пръчка, хвърлени в правилната посока, водят до реализиране на зависимостта на полетното разстояние от силата на хвърлянето: изобретението на сапани и лъкове със стрели е свързано с това.

Дизайнът на стрелката и хвърлящото копие (стрела) вече съдържа имплицитна концепция за стабилност на движението, а при боздугана и бойна брадва - оценка на стойността на силата на удара.

Племена, стоящи на много нисък етап на развитие, принадлежали на изобретението на такъв инструмент като бумеранг, чиято същност е да комбинира силата на удара с много сложна, предварително определена пътека на полета.

Много древни са зърномелачките - въртеливо движение на един камък по отношение на друг. Много по-късно се появява зърнобаза, в която се използва ротационното движение на камъка: съответното механично устройство е вече в исторически времена на V - III век. BC, се превръща във водна мелница - първата машина в световната история. Овладяването на ротационното движение, очевидно, протича по следния начин: въртенето на дървена пръчка за получаване на огън, изобретяването на грънчарското колело, използването на кръгъл труп при пренасяне на тежести, изобретяването на колело, изобретяването на подемни устройства, блок и порта.


border=0


В продължение на много хилядолетия ловните племена изобретяват капани за улавяне на диви животни, много от които са сложни кинематични вериги, които са били задействани, когато са били притиснати към една от връзките. Действието на струга, изобретяването на което се губи в дълбините на вековете, като изобретяването на въртящото колело, също се основава на разбирането и използването на движението.

Феноменът на природата - движението на звездите и тяхното действително или очевидно влияние върху съдбата на хората, потока на водата в реката и неговото използване за движението на сала, приливите и отливите на морето, вятъра и бурята, гръмотевиците и светкавиците, дъжд и суша - накараха древния човек да мисли за тях основната причина е да се избегнат неприятности или да се принудят да помагате. Желанието да се реализират явленията на природата и усещането за собственото им безсилие пред тях доведоха съответно до формирането на науката и митотворчеството.

С появата на държавите започва строителството на култовете на държавата. Египетските пирамиди са всеобщо известни, но сгради от този тип се намират в Крит, Гърция, Сирия, Мексико и много други места. За всички тях е характерно доставянето на камъни с голямо тегло отдалеч, тяхното приготвяне и полагане. Очевидно древните строители са били запознати само с лоста, с клина и с наклонената равнина, но те съзнателно са използвали тези устройства: може да се предположи, че те вече притежават основите на механиката.



Появата на първите водоливни устройства е към това време: портата, на барабана, на която е навито въжето, което носи кораба за вода, и кранът, най-древният прародител на кранове и повечето от подемните устройства и машини. Портата представлява по-нататъшно развитие на блока. Много по-късно е изобретен Noria, прототип на модерен асансьор.

Така че в началото на последното хилядолетие преди Христа народите, населяващи страните от Средиземноморския басейн, бяха добре запознати с петте прости подемни устройства, които по-късно станаха известни като прости машини. Тези устройства се сравняват помежду си, избират най-подходящите, комбинират ги съответно. Разсъжденията започват - първоначалният научен процес: устройството се разкрива в абстракцията от неговите специфични характеристики.

По същество човекът вече има елементи на разсъждения, когато взима камък в ръцете си: различните употреби на каменни и каменни инструменти в епохата на палеолита означава, че умът на примитивния човек вече е имал способността да се абстрахира от незначителни, особени черти на инструмента. Този процес бе бавен и продължи около десетки хиляди години. В епохата на неолита, тя се ускорява значително и накрая, по времето на прехода от обработката на бронза към обработката на желязо, този процес определя формирането на науката.

Както е известно, основите на съвременната наука, или по-точно, по отношение на техните характеристики, които са близки до съвременната наука, са положени от гърците (6 век пр. Хр.). Но те го направиха не от нулата. Поколения от хора, буквално се разпаднаха в паметта си, бяха ценни от опита на бащите и дядовците и го предадоха на децата и внуците си. Но в примитивното общество нямаше място за мислители: всеки трябваше да работи, а труда на примитивния човек, а борбата му за съществуване не беше лесна. В едно класово общество някои от членовете му - свещеници, бюрократи, учители, да не говорим за онези, в чиито ръце е концентрирана властта, получиха възможност да не участват във физически труд: те имаха време да мислят.

Науката в древните робски държави се родила първо като система от тайна и загадъчна информация, достъпна само за посветените, а след това и като професионална професия, като средство за изкарване на прехраната. Първите професионални учени бяха философи, а философията се разбираше най-напред като цялото тяло на знанието за човека, за нещата около него, за природата и космоса. Първите познания на гърците заимствани от египтяните и от Месопотамия: нищо чудно, че първите гръцки философи са дошли от Мала Азия.

Необходимо условие за формирането на науката е изобретяването на писането. Известно е, че в Египет и Месопотамия, а вероятно и в други страни от източната част на Средиземно море, информацията от областта на науките като математика, астрономия, медицина, механика и псевдонаука: астрологията, магията, вече е била записана. Така човешката памет беше освободена от тежкото бреме на знанието, което имаше положителен ефект върху възможността за тяхното по-нататъшно развитие. Въпреки това, не всички мислят така. Дори много по-късно, след появата на писането, гръцкият философ Сократ (469–399 г. пр. Хр.) Възрази срещу разпространението на писмата, като посочи опасността си, „защото това изобретение предизвиква забрава в съзнанието на онези, които го владеят, принуждавайки ги да игнорират. паметта му. Вярвайки в силата на писмото, те ще бъдат запомнени с помощта на външни знаци, без да се използва дарът, който е в тях.

И теоретичните "знания", и знанията с практическо съдържание са от изключително древен произход. Само първите с изобретението на писането започват да се закрепват върху свитъци от папирус, върху камък или върху глина, а приложните - в повечето случаи остават в устната традиция и се записват само от време на време. И ако теоретичните знания, които първоначално бяха изразени в рецептурна форма, малко по малко, развиха свой собствен, “научен” начин на представяне, тогава прилаганите векове ще се придържат към “рецепта”.

Какви познания в областта на механиката са били сред древните народи преди началото на VI век. BC? Това са елементи на хидравликата, строителната механика, статиката, динамиката и небесната механика.

Практическата хидравлика - управление на разлива на реки, напояване на полета с използване на канали, отчитане на разпределената вода и първите устройства за вдигане на вода - бяха в основата на икономическия живот на най-древните културни страни, тъй като благосъстоянието им до голяма степен зависеше от техните управленски умения.

Оросяваното земеделие увеличи възможностите за растеж на населението и появата на градове. Първите градове и необходимостта от снабдяването им с вода дадоха нови теми за размисъл на древната хидравлика: например в 3-ти век. пр.н.е. Град Мохенджо-Даро на брега на Инд (днешен Пакистан) имаше водоснабдителна система и отлична канализационна система за отводняване на дъждовната вода със специални кладенци за дренаж на канализацията. Знанията в областта на строителната механика се дължат на необходимостта от изграждане на крепости, религиозни и жилищни сгради: необходимо е критично отношение не само към изградените конструкции, но и към материалите.

В резултат на многовековния опит е разбрана разликата в якостта с камък, сурова тухла и изгорена тухла, като е открита правилната форма на висока структура: в началото на третото хилядолетие пр. Хр. брилянтният египетски архитект Имхотеп създава първата стъпална пирамида в Соккар.

Най-древното знание в областта на динамиката е свързано с практическата механика на лова и войните. Летящи стрели, летящи каменни сапани, "артилерийски" оръдия - катапулти за хвърляне на камъни с голямо тегло, балисти и др. накара древната механика да мисли за полета на „снаряд“: трябваше да удари целта. Те са имали известна информация за относителната еластичност на материалите: лъкът и еластичните елементи на балиста са направени от жилите на животните, третирани по специален начин.

Това не изчерпа знанията на древните. Египтяните вече бяха в състояние да контролират силата на вятъра: платна на техните кораби постепенно придобиват най-добрата форма.

Всички тези елементи на практическата механика служат като основа за формирането на механика като наука. Първият от философите, за който има историческа информация, Талес, който е живял в Милет (Мала Азия) в началото на VI. Е бил, както съобщава историкът Херодот, военен инженер и хидравличен инженер. Той запозна гърците с египетската и вавилонската наука, в неговата философия има елементи на разсъждения за същността на движението.

Хераклит Ефески е живял в Мала Азия в началото на V век. пр.н.е. Той твърди, че в природата няма нищо постоянно и непроменено: всичко тече и само ни се струва, че всеки път, когато се потопим в една и съща река, всъщност водата, в която бяхме свикнали, отдавна е изчезнала. Невъзможно е да влезете в същата река два пъти. Светът, един от всички, не е създаден от никого от богове или от хора, но е бил, е и ще бъде завинаги жив огън, естествено запалим и естествено избледняващ, - помисли си той.

Трябва да се отбележи, че вече в древни времена се критикуваха опитите да се обясни движението и неговите елементи. Така Зенон от Елеа (510-440 г. пр. Хр.) Оспорва понятията за дължина и множественост на нещата.

Най-великият от гръцките материалисти, Демокрит (около 470 г. - началото на ІV в. Пр. Хр.), Роден в Мала Азия, Абдер, значително развива теорията за движението. Той учи, че материалът се състои от атоми, неделими най-малки частици с различен размер и форма. Атомите се движат в празнотата в различни посоки и при различни скорости, но не се ускоряват и не забавят и следователно не спират. Движението на атомите е вечно, то няма нито начало, нито край. Така Демокрит очаква закона за инерцията; единствената разлика е, че той позволява не само линейно, но и кръгово движение на атоми. Хомогенните атоми могат да влияят един на друг чрез привличане или отблъскване, но те не могат да влязат в контакт. Следователно натискът, шокът, натискът са само явни явления, измама на нашите сетива. Движението е универсално. Работата на Демокрит върху механиката е запазена само в фрагменти и най-вече съдържа възражения от опонентите на философа.

В творбите на великия гръцки философ Аристотел (384-322 г. пр. Хр.) - „Физика“, „Трактат на небето“ намираме много по-пълна концепция за механиката. Аристотел, занимаващ се с проблема с движенията, в тази концепция включва не само действителната промяна на мястото, но и качествените промени. Но науката за Аристотел не се основава на опита, а на разсъжденията. Той различава естествените и насилствените движения. Движенията на тялото под влиянието на гравитацията се смятат за естествени, защото в този случай тялото се стреми към своето естествено място. Движението на камък под действието на сила, приложена към него, е насилствено движение. Възходът на светли тела нагоре е пример за естествено движение, защото тяхното местоположение е в орбитата на Луната, а естественото разположение на тежките тела е в центъра на Вселената.

Концепциите за сила или сила (най-накрая става ясно само след повече от две хиляди години), в Аристотел, действа като основна причина за движение. Той знае добавянето на движения според правилото на паралелограма, познава понятията за скорост и съпротива на средата. Той смята, че движението е вечно, но собствеността на движението не е присъща на материята: тя непрекъснато се поддържа от витлото и има първично витло, което е основната причина за движение.

Така в Аристотел срещаме не само причините и същността на движението, но и някои от нейните кинематични и динамични характеристики. Кинематичното изследване само по себе си е от пред-научен произход. Първите наблюдения на небесните тела показват, че има фиксирани и подвижни тела; изучаването на тези тела и техните видими движения формираха основата на астрономията и астрологията (в древни времена те не се различаваха), тези първоначални наблюдения също бяха една от основните причини за развитието на механиката. Първата работа (измежду онези, които са дошли до нас), в която се обяснява балансът на телата и следователно е фундаментален в създаването на статиката, се счита за „Механичните проблеми“, приписвани на Аристотел, но създадени в началото на 3 век. Напр. след смъртта му, вероятно един от неговите последователи. В тази работа, т. Нар. Псевдо-аристотел, авторът изследва простите машини въз основа на един принцип, като твърди, че свойствата на скалите водят до свойствата на кръга, свойствата на лоста към свойствата на везните и повечето от движенията на механизмите водят до свойствата на лоста. продуктът на теглото, или телесната маса (древните не са различавали тези понятия) от скоростта на движение.

Тук се усеща влиянието на Аристотел, но интересът на автора към механичните изкуства ни кара да предполагаме, че той е жител на Александрия, където е бил в 3-ти век. пр.н.е. Техниката е достигнала високо съвършенство. Той има интересна идея ... “когато трябва да направим нещо противоположно на стремежа на природата, задачата става трудна и изисква прилагането на техническото изкуство. Тази част от това изкуство, която се бори с тези трудности, е това, което наричаме механика.

През V-VI век. машиностроенето се попълва с друго изобретение - възникват машини. Първите машини - най-простите водни мелници - са построени върху планинските потоци на Закавказието и Мала Азия. Появата на мелници се дължи на нарастването на населението и увеличаването на търсенето на брашно. Смилането на зърно, произведено на ръка на зърномелачките и ръчните мелници, беше едно от най-трудоемките и тежки операции на времето.

Водната мелница (считана за машина) имала силово тяло - водно колело, зъбно колело - две въртящи колела, твърдо монтирани на валове, и работно тяло - воденичен камък. В тази форма, с малки подобрения, водната мелница е живяла до XVIII, а на някои места и до XIX век.

Втората сфера на дейност, която стана основа за появата на машини, се дължи на нуждите от война и отбрана. Първоначално най-простите устройства за хвърляне на стрели и камъни с течение на времето се превръщат в доста сложни военни превозни средства. Най-старата от тях - балистата - се състои от дървена рамка и здраво свързана с нея стелажи, с които са закрепени два снопа, усукани сухожилия. Над 400 м прелетя камък, хвърлен от балиста с тегло 30 кг. пр.н.е. баллисты в разных вариантах были распространены по всему культурному Средиземноморью.