力學(xué)的發(fā)展是分析和綜合相結(jié)合的過程

1、物理學(xué)科之物理學(xué)科之 力學(xué)發(fā)展史力學(xué)發(fā)展史力學(xué)史 是力學(xué)的一個(gè)分支，也是科學(xué)史的一個(gè)分支，它記述和研究人類從自然現(xiàn)象和生產(chǎn)活動(dòng)中認(rèn)識(shí)和應(yīng)用物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的歷史。 力學(xué)的發(fā)展是分析和綜合相結(jié)合的力學(xué)的發(fā)展是分析和綜合相結(jié)合的過程過程 中世紀(jì),從6世紀(jì)到16世紀(jì),這個(gè)時(shí)期對(duì)力、運(yùn)動(dòng)以及它們之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)已有進(jìn)展，為牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立作了準(zhǔn)備。 牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立以前力學(xué)研究的歷史：古代,從遠(yuǎn)古到公元5世紀(jì)，對(duì)平衡和運(yùn)動(dòng)有初步的了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立和從此以后力學(xué)研究的歷史 :從17世紀(jì)初到18世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)的建立和完善化 19世紀(jì),力學(xué)各主要分支的建立 從1900年到1960年,近代力學(xué)，它和

2、工程技術(shù)特別是航空、航天技術(shù)密切聯(lián)系 1960年以后，現(xiàn)代力學(xué)，力學(xué)同計(jì)算技術(shù)和自然科學(xué)其他學(xué)科廣泛結(jié)合。 人類最早的力學(xué)知識(shí)人類最早的力學(xué)知識(shí)是從對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和生產(chǎn)勞動(dòng)中獲得的。 中國西安半坡村遺址（新石器時(shí)代仰韶文化，公元前3000多年）出土的汲水壺采取尖底的形式，且壺空時(shí)在水面上會(huì)傾倒而壺滿時(shí)又能自動(dòng)恢復(fù)豎直位置。 埃及第四王朝建立的胡夫陵墓即金字塔（約公元前2600）每邊長232米,高146米，斜面傾角約為5,用230余萬塊巨石壘成，平均每塊重2.5噸,建造運(yùn)用滑輪組。 人類在生產(chǎn)勞動(dòng)和對(duì)自然現(xiàn)象觀測基礎(chǔ)上積累了力學(xué)知識(shí)，逐漸形成一些概念，然后對(duì)一些現(xiàn)象的規(guī)律進(jìn)行描述。這種描述，先

3、是定性的，而后是定量的。靜力學(xué)的發(fā)端有關(guān)運(yùn)動(dòng)的觀念古代對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述只限于勻速直線和勻速圓周運(yùn)動(dòng)，亞里士多德認(rèn)為行星軌道應(yīng)是最完美的曲線圓。古代對(duì)運(yùn)動(dòng)的記錄大多停留于定性的描述，許多和哲學(xué)觀點(diǎn)相聯(lián)系。由于亞里士多德的權(quán)威地位，他的這個(gè)錯(cuò)誤觀點(diǎn)長期被奉為信條，直到16世紀(jì)末才被s.斯蒂文和德格羅特(1586)、伽利略(15891591)用實(shí)驗(yàn)所推翻。經(jīng)典力學(xué)的建立近二百年中，歐洲的資本主義生產(chǎn)方式陸續(xù)取代了封建的生產(chǎn)關(guān)系。商業(yè)和航海的迅速發(fā)展，需要科學(xué)技術(shù)。f.培根所倡導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)開始興起，技術(shù)上工匠傳統(tǒng)和學(xué)者傳統(tǒng)結(jié)合起來了。17世紀(jì)中葉，歐洲各國紛紛成立科學(xué)院，創(chuàng)辦科學(xué)期刊。航海需要天文觀測

4、，好幾個(gè)國家懸賞征求解決經(jīng)度的測定問題，天文觀測和對(duì)天體運(yùn)行規(guī)律的研究受到重視。哥白尼的天體運(yùn)行論出版(1543)后，日心說沖擊著托勒密的地心說。從力學(xué)學(xué)科本身說，天體的受力和運(yùn)動(dòng)比地上物體的受力和運(yùn)動(dòng)單純，天文觀測比當(dāng)時(shí)地面上實(shí)驗(yàn)室更便于揭示力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。由于這些原因，力學(xué)中的規(guī)律往往首先在天體運(yùn)行研究中被發(fā)現(xiàn)。動(dòng)力學(xué)靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)固體和流體的物性應(yīng)用力學(xué)伽利略：伽利略對(duì)動(dòng)力學(xué)的主要貢獻(xiàn)是他的慣性原理和加速度實(shí)驗(yàn)。他研究了地面上自由落體、斜面運(yùn)動(dòng)、拋射體等運(yùn)動(dòng)，建立了加速度的概念并發(fā)現(xiàn)了勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。他在本書中給出的運(yùn)動(dòng)三定律是：第一定律：任何一個(gè)物體將保持它的靜止?fàn)顟B(tài)或作勻速直線

5、運(yùn)動(dòng)，除非有施加于它的力迫使它改變此狀態(tài)。第二定律:物體運(yùn)動(dòng)量的改變與施加的力成正比,并發(fā)生于該力的作用線方向上。第三定律：對(duì)于任何一個(gè)作用必有一個(gè)大小相等而方向相反的反作用動(dòng)力學(xué)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)可以看作是動(dòng)力學(xué)的組成部分，但又具有獨(dú)立的性質(zhì)。它們是在動(dòng)力學(xué)之前產(chǎn)生的，又可看作是動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生的前提。物理學(xué)家a.-m.安培提出“運(yùn)動(dòng)學(xué)”(法文cinmatique)一詞,并建議把運(yùn)動(dòng)學(xué)作為力學(xué)的獨(dú)立部分(1834)。這些已是19世紀(jì)的事了。到此，力學(xué)明確分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)三部分。固體和流體的物性在建立運(yùn)動(dòng)和平衡基本定律的同時(shí)，有關(guān)物質(zhì)力學(xué)性能的基本定律也在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來。r.

6、胡克1660年在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)彈性體的力和變形之間存在著正比關(guān)系，他在1676年以字謎形式發(fā)表，1678年公布答案。在流體方面，b.帕斯卡指出不可壓縮靜止流體各向壓力（壓強(qiáng)）相同。牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中指出流體阻力與速度差成正比，這是粘性流體剪應(yīng)力與剪應(yīng)變之間正比關(guān)系的最初形式。1636年m.梅森測量了聲音的速度。r.玻意耳于1662年和e.馬略特于1676年各自獨(dú)立地建立氣體壓力和容積關(guān)系的定律。以上這些對(duì)物性的了解，為后來彈性力學(xué)、粘性流體力學(xué)、氣體力學(xué)等學(xué)科的出現(xiàn)作了準(zhǔn)備。與此同時(shí)，有關(guān)材料力學(xué)、水力學(xué)的奠基工作也已開始。繼伽利略之后，馬略特在1680年作了梁的彎曲試驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)變形與外

7、力的正比關(guān)系。丹尼爾第一伯努利和歐拉在彈性梁彎曲問題中假定彎矩和曲率成正比，丹尼爾第一伯努利還在流體力學(xué)中導(dǎo)出能量關(guān)系式，第一次采用水動(dòng)力學(xué)一詞(1738)。應(yīng)用力學(xué)許多學(xué)者的研究工作是和工匠一起進(jìn)行的?；莞购鸵恍╃姳斫骋黄鹬圃扃姳?。玻意耳和工匠帕潘一起研制水壓機(jī)。a.帕倫不僅研究梁的彎曲問題，也研究水輪機(jī)的效率問題。許多有工程實(shí)用意義的方法產(chǎn)生了，如蘭哈爾的半圓拱的計(jì)算方法，靜力學(xué)中伐里農(nóng)的索多邊形方法(1687,1725)。 20世紀(jì)上半葉，物理學(xué)發(fā)生巨大變化。狹義相對(duì)論、廣義相對(duì)論以及量子力學(xué)的相繼建立，沖擊了經(jīng)典物理學(xué)。前兩個(gè)世紀(jì)中以力學(xué)模型來解釋一切物理現(xiàn)象的觀點(diǎn)(即唯力學(xué)論，舊譯機(jī)械論)不得不退出歷史舞臺(tái)。經(jīng)典力學(xué)的