История техники. Определение понятий «техника» и «наука». Машина и её подсистемы. Техника доцивилизованного периода (до 4000 г. до н.э.). Техника Античности. Техника времён первой научно-технической революции (14 – 19 века н.э.), страница 6

Эпоха Возрождения не дала непротиворечивых фундаментальных теорий. Классическая наука будет создана позже, в 17 – 18 веках.

Технические достижения Возрождения

А) Совершенствование кричных печей путем интенсификации дутья с помощью воздуходувных машин, приводимых водяными колёсами. К 17 веку печи достигли высоты 8 м, а расход подаваемого воздуха увеличился в 15 раз. Температура в печи превысила 1500оС. Такая печь получила название домна. В ней получили качественный сплав железа с углеродом – чугун (содержание углерода от 1,7 до 4,3%).

Чугун – материал хрупкий, но с хорошими литейными свойствами.

Позже освоили передел чугуна в сталь (содержание углерода до 1,7%). Куски чугуна в смеси с углеродным топливом загружали в печь, где температура превышала необходимую для расплавления чугуна и окисления (выгорания) в нём части углерода и примесей.

Сталь более пластична, поддаётся закалке и другим видам термической обработки.

Б) Совершенствование парусных кораблей, кругосветное путешествие Магеллана в 1519 – 1521 г г. Открытие Америки Колумбом в 1504 г.

В) Создание печатного станка (Иоганн Гутенбергер, 1440 г., Германия). Освоение массового книгопечатания.

К концу 15 века в Европе работали 1100 типографий, которые за 40 лет издали 40000 наименований книг общим тиражом более 10 млн.

10.2. Первая научная революция (17 – 18 века)

Принято считать, что классическая наука возникла в 17 – 18 веках со всеми её составляющими: теоретическое знание с логическим обоснованием и математическим описанием; экспериментальная проверка; сеть научных учреждений; общественное применение результатов.

Крупнейшие учёные

Фрэнсис Бэкон (1561 – 1626 г.г., Англия). Он проповедовал главенство эксперимента, использовал метод логического заключения от частных случаев к обобщению (метод индукции).

Индукция – от лат. inductio - наведение.

Методы индукции и дедукции применяли ещё греки во времена Античности. Дедукция – от лат. deductio – выведение.

Галилео Галилей (1564 – 1642 г.г., Италия)

В возрасте 25…43 лет был  профессором университета в Падуе. Оставшиеся годы жизни занимался только научной работой.

А) Восстановил и развил учение Архимеда (спустя 1800 лет). Заложил основы классической механики.

Б) Показал, что результатом действия силы на тело является не скорость, а ускорение (опровержение Аристотеля).

В) Вывел формулу L = at2/2,   где L – путь; a – ускорение;   t – время.

Г) Сформулировал принцип инерции – свойство тела двигаться прямолинейно и равномерно или находиться в покое, если на него не действует внешняя сила.

Д) Сформулировал принцип относительности движения:

Е) Открыл закон независимости действия сил (принцип суперпозиции):

Ж) Положил начала расчёта конструкций на прочность.

В 1633 г. Галилей предстал перед судом инквизиции. Его под угрозой казни вынудили публично отказаться от учения Коперника и Бруно.

До своей кончины (1642 г.) был под домашним арестом на вилле под Флоренцией. Здесь в  возрасте 70 лет начал изучать сопротивление и упругость материалов. Галилей был близок к определению понятия «напряжение в материале» и записи условия прочности.

Он ясно указал, что стержень имеет прочность, которая пропорциональна площади его поперечного сечения. Т.е., если стержень сечением 2 см2 разрывается при нагрузке 1000 Н, то при сечении 4 см2 разрывается при нагрузке 2000 Н.

Удивительно, что потребовалось почти 200 лет, чтобы ученые додумались разделить разрушающую нагрузку на площадь поверхности в месте разрыва и получить величину, называемую сегодня разрушающим напряжением (в данном случае это 500 Н/см2).

Рене Декарт (1596 – 1650 г г, Франция):

а) ввёл понятия: количество движения v и импульс силы t. б) установил, что приращение количества движения     m(v2 – v1) равно импульсу силы t ;

в) вместе с Френсисом Бэконом считается основоположником научной методологии, сочетающей математическое описание явлений и экспериментальную проверку результатов.

Роберт Гук (1635 – 1702 г г, Англия)  - основоположник теории упругости материалов. В 1679 г. опубликовал статью «Сила сопротивления или упругость». Именно в ней записано знаменитое утверждение  «ut tensio sic vis» - «каково растяжение, такова и сила».Т.е.: «деформация тела пропорциональна нагрузке».