История развитии сройтельной механики

Page of 24

СОДЕРЖАНИЕ

Введение           2-4

1.0 Строительная механика         4

1.1 Основное Понятия          4-5

1.2 Основные методы Строительной механики     5-8

2.0 Эволюция механики         9

2.1 Развитие механики с эпохи Просвещения до начала Нового времени 9

2.1.1 Механика античности        9

2.1.2 Механика в эпоху возрождения      9

2.2 Развитие механики в xviii веке       10-12

2.3 Развитие механики во второй половине XVIII века    13-14

2.3.1 Итоги развития механики в XVIII веке     14-15

2.4 Основные открытия в механике XIX и начала XX вв   16

2.4.1 Основные проблемы механики XIX-XX века    16-17

2.5 Механика в России и СССР       17-19

2.6 Динамика в России XVII в        19-20

2.7 СССР в начале  XX века

2.8 Открытия советских ученых       

Заключение          24

Список литературы          25

Введение

Строительная  механика — это совокупность наук о прочности, жёсткости, устойчивости и колебания строительных конструкций.

Основной задачей строительной механики является разработка методов  расчета и получения данных для  надежного и экономичного проектирования зданий и сооружений. Для обеспечения  необходимой надежности сооружения основные элементы конструкций должны иметь достаточно большие сечения. Экономика же требует, чтобы расход материалов, идущих на изготовление конструкций, был возможно меньшим. Чтобы увязать  требования надежности с экономичностью, необходимо возможно точнее произвести расчет и строго соблюдать в процессе проектирования, возведения и эксплуатации сооружения те требования, которые  вытекают из этого расчета.

Долгое время человечество не имело в своем распоряжении методов расчета сооружений. Несмотря на это, удавалось возводить грандиозные  и совершенные в конструктивном отношении памятники архитектуры. Это зависело от таланта зодчих, которые интуитивно чувствовали  работу сооружений и умели находить нужные размеры злементов. Большое  значение имело также накопление опыта строительства, подчас ценой  обрушений неудачных сооружений.

На разных этапах развития Строительная механика методы расчёта сооружений в значительной степени определялись уровнем развития математики, механики и науки о сопротивлении материалов.

Значительный вклад в  науку о прочности и строительныу механику внесли Галилео Галилей, Роберт Гук, Леонард Эйлер, Дмитрий Иванович Журавский, Виктор Львович Кирпичёв, Степан Прокофьевич Тимошенко и другие. До конца 19 в. в Строительная механика применялись графические методы расчёта, и наука о расчёте сооружений носила название «графическая статика». В начале 20 в. графические методы стали уступать место более совершенным — аналитическим, и примерно с 30-х гг. графическими методами практически перестали пользоваться. Аналитические методы, зародившиеся в 18 — начале 19 вв. на основе работ Л. Эйлера, Я. Бернулли, Ж. Лагранжа и С. Пуассона, были недоступны инженерным кругам и поэтому не нашли должного практического применения. В начальный период своего развития строительная механика сливалась с общей механикой. Успехи механики, начиная с работ Г. Галилея, создали основу для разработки расчетов на прочность. Самостоятельно как наука строительная механика стала развиваться в первой половине XIX-го века в связи начавшимся усиленным строительством мостов, железных дорог, плотин, судов, промышленных зданий и высоких дымовых труб. Отсутствие методов расчета таких сооружений не позволяло осуществлять достаточно легкие и надёжные конструкции

Труды Дж. К. Максвелла, А. Кастильяно (Италия), Д. И. Журавского положили начало формированию Строительная механика как науки. Известный рус. учёный и инженер-строитель Л. Д. Проскуряков впервые (90-е гг.) ввёл понятие о линиях влияния и их применении при расчёте мостов на действие подвижной нагрузки. Приближённые методы расчёта арок были даны франц.узским учёным Брессом, а более точные методы разработаны Х. С. Головиным. Существенное влияние на развитие теории расчёта статически неопределимых систем оказали работы К. О. Мора, предложившего универсальный метод определения перемещений (формула Мора). Большое научное и практическое значение имели работы по динамике сооружений М. В. Остроградского, Дж. Рэлея, А. Сен-Венана. Благодаря исследованиям Ф. С. Ясинского, С. П. Тимошенко, А. Н. Динника, Н. В. Корноухова и др. значительное развитие получили методы расчёта сооружений на устойчивость.

Крупные успехи в развитии всех разделов Строительная механика были достигнуты в СССР. Трудами сов. учёных А. Н. Крылова, И. Г. Бубнова, Б. Г. Галёркина, И. М. Рабиновича, И. П. Прокофьева, П. Ф. Папковича, А. А. Гвоздева, Н. С. Стрелецкого, В. З. Власова, Н. И. Безухова и др. были разработаны методы расчёта сооружений, получившие широкое распространение в проектной практике. В научных учреждениях и вузах СССР созданы и успешно развиваются новые научные направления в области Строительная механика. Важным проблемам Строительная механика посвящены исследования В. В. Болотина (теория надёжности и статистические методы в Строительная механика), И. И. Гольденблата (динамика сооружений), А. Ф. Смирнова (устойчивость и колебания сооружений) и др.

В настоящее время для  решения практических задач строительной механики активно используются различные  численные методы с применением  вычислительной техники, в частности  наибольшее распространение получил метод конечных элементов.

1.0 Строительная механика

1.1 Основное Понятие

Строительная  механика - наука о принципах и методах расчёта сооружений на прочность, жёсткость, устойчивость и колебания.

Основные объекты изучения Строительная механика — плоские и пространственные стержневые системы и системы, состоящие из пластинок и оболочек.

При расчёте сооружений учитывается  целый ряд воздействий, главными из которых являются статические  и динамические нагрузки и изменения  температуры. Цель расчёта состоит  в определении внутренних усилий, возникающих в элементах системы, в установлении перемещений её отдельных точек и выяснении условий устойчивости и колебаний системы. В соответствии с результатами расчёта устанавливаются размеры сечений отдельных элементов конструкций, необходимые для надёжной работы сооружения и обеспечивающие минимальные затраты материалов.

Классическими разделами  строительной механики являются:

• Сопротивление материалов
• Теория упругости
• Теория пластичности и ползучести
• Теория сооружений (включающая статику, динамику и устойчивость сооружений)

Разрабатываемая в Строительная механика теория расчёта базируется на методах теоретической механики, сопротивления материалов, теорий упругости, пластичности и ползучести.

В строительной механике различают:

• одномерные задачи — рассматривается зависимость функций от одной пространственной координаты;
• плоские задачи — решение рассматривается в двух измерениях;
• пространственные задачи — решение рассматривается в трёх измерениях.

Обычно на практике пространственные конструкции стремятся расчленить на плоские элементы, которые рассчитать намного легче, однако это не всегда возможно.

Строительная механика разделяется  также на линейную и нелинейную. Различают геометрическую и физическую нелинейности. Геометрическая нелинейность уравнений строительной механики возникает  при больших перемещениях и деформациях  элементов, что сравнительно редко  встречается в строительных конструкциях, за исключением вантовых. Физическая нелинейность появляется при отсутствии пропорциональности между усилиями и деформациями, т.е. при применении неупругих материалов. Физической нелинейностью  обладают в той или иной степени  все материалы и конструкции. Однако с определенной точностью  при небольших усилиях нелинейные физические зависимости заменяют линейными.

Так же принято различать  статические и динамические задачи — последние учитывают инерционные  свойства конструкции и фактор времени.

Строительная механика разделяется  также на разделы, относящиеся к  расчету конструкций определенного  вида, а именно: стержневых конструкций, в том числе ферм, рам, балочных систем и арок, пластин и пластинчатых систем, оболочек, гибких нитей и вантовых систем, упругих и неупругих оснований, мембран и т. д.

Иногда Строительная механика называется теорией сооружений, имея при этом в виду весь комплекс указанных выше дисциплин, которые в современной науке о прочности настолько тесно взаимосвязаны, что точное установление их границ затруднительно. Другое (теперь уже устаревшее) название Строительная механика — статика сооружений — возникло в то время, когда в Строительная механика не включались вопросы динамического расчёта.

1.2 Основные методы Строительная механика

Для выполнения расчёта сооружения устанавливают его расчётную схему (модель). С этой целью из реального сооружения мысленно удаляют элементы, воспринимающие только местные нагрузки и практически не участвующие в работе сооружения в целом, и получают идеализированную, упрощённую схему (как бы скелет) сооружения. Элементы сооружения на расчётной схеме условно изображаются в виде линий, плоскостей, а также некоторых кривых поверхностей. В соответствии с рассматриваемыми в Строительная механика системами сооружений различают расчётные схемы 3 видов:

• дискретные, состоящие из отдельных стержней или элементов, связанных между собой в узлах (фермы, рамы, арки);
• континуальные, состоящие, как правило, из одного непрерывного элемента (например, оболочки);
• дискретно-континуальные, содержащие наряду с континуальными частями также и отдельные стержни (например, оболочка, опирающаяся на колонны). В расчётах учитывается совместность (взаимосвязанность) деформаций всех элементов сооружения.

 
Встречающиеся на практике системы  сооружений, в зависимости от методики их расчёта, подразделяют на две основных типа: статически определимые системы, которые могут быть рассчитаны с использованием только уравнений статики; статически неопределимые системы, для расчёта которых в дополнение к уравнениям статики составляются уравнения совместности деформаций.

При расчёте дискретных статически неопределимых систем (для которых  справедлив принцип независимости действия сил) применяют три основных метода:

1. метод сил,
2. метод перемещений и
3. смешанный.

При расчёте по методу сил  часть связей в выбранной расчётной  схеме сооружения «отбрасывается», с тем чтобы превратить заданную систему в статически определимую  и геометрически неизменяемую (основную) систему. «Отброшенные» связи заменяют силами (т. н. лишними неизвестными), для определения которых составляют (исходя из условия тождественности  деформаций основной и заданной систем) канонические уравнения. Найденные  при решении этих уравнений лишние неизвестные «прикладываются» вместе с нагрузкой к основной системе  как внешние силы, после чего определяются (методами сопротивления материалов) внутренние усилия в элементах системы  и перемещения её отдельных точек.

В отличие от метода сил, при методе перемещений основная система получается из данной путём  наложения дополнительных (лишних) связей, с тем чтобы превратить её в сочетание элементов, деформации и усилия которых заранее изучены. За лишние неизвестные принимаются перемещения по направлению лишних связей. Для их определения составляется система уравнений, вытекающих из условия равенства нулю реакции в лишних связях.

Смешанный метод представляет собой сочетание методов сил  и перемещений; основная система  образуется путём удаления одних  и наложения др. связей. Поэтому  лишними неизвестными являются и силы, и перемещения.

При расчёте континуальных  статически неопределимых систем за неизвестные принимают функции  перемещений или усилий, для определения  которых составляют необходимые  дифференциальные уравнения. В результате решения последних находят величины внутренних силовых факторов (усилий). Использование в расчётной практике ЭВМ позволяет применять для  расчёта континуальных систем также  и дискретные расчётные схемы. В  этом случае континуальную систему  разделяют на т. н. конечные элементы, которые соединяются между собой  жёсткими или упругими связями. При  расчёте систем с разделением  их на конечные элементы применяется  как метод сил, так и метод  перемещений, причём, если выбор метода при расчёте традиционными способами  связывался с количеством совместно  решаемых уравнений, то с появлением ЭВМ предпочтение, как правило, отдаётся методу перемещений, позволяющему проще  определять коэффициенты при неизвестных. Для определения перемещений  упругих систем применяется формула  Мора, полученная на базе основных теорем Строительная механика, и, в частности, обобщённого принципа возможных (виртуальных) перемещений.

При учёте пластических деформаций материала задача становится физически  нелинейной, т.к. в этом случае принцип  независимости действия сил неприменим. Встречаются также геометрически  нелинейные системы, при расчёте  которых вследствие значительной величины перемещений необходимо учитывать  изменения геометрии системы  и смещение нагрузки в процессе деформации. При расчёте нелинейных систем обычно применяется метод последовательных приближений, причём в пределах каждого  приближения система считается упругой.

Важной задачей Строительная механика является изучение условий устойчивости и колебаний сооружений. При расчётах на устойчивость применяются статические, энергетические и динамические методы, с помощью которых определяются критические параметры, характеризующие совокупность действующих сил. Величины критических параметров (в простейших случаях — критических сил) зависят от геометрии сооружения, особенностей нагрузок и воздействий, а также от констант, характеризующих деформативность материала. Наиболее сложными являются расчёты сооружений на устойчивость при действии динамических сил. Теория колебаний в Строительная механика, помимо методов определения частот и форм колебаний сооружений, содержит разделы, посвященные вопросам гашения вибраций, принципам и методам виброизоляции. 
 
Использование ЭВМ позволяет широко применять при решении задач современной Строительная механика методы линейной алгебры с матричной записью не только систем уравнений, но и всех вычислений, связанных с определением силовых факторов и перемещений, критических нагрузок и т.д. В связи с этим составляются специальные алгоритмы и программы с полной автоматизацией всех вычислительных процессов. В настоящее время для решения практических задач строительной механики активно используются различные численные методы с применением вычислительной техники, в частности наибольшее распространение получил метод конечных элементов

2.0 Эволюция механики

2.1 Развитие механики с эпохи Просвещения до начала Нового времени

История механики, так же как и у ДРУГИХ наук, неразрывно связана с историей развития общества, с общей историей развития его  производительных сил. И у каждой эпохи развития человечества, от древнего мира и вплоть до новейшего времени, стояли собственные проблемы науки  и собственные пути их разрешения.

Механика не возникла спонтанно. Это результат трудов и открытий, совершенствования технологий и  строительства. Основные законы современной  механики родились в результате опыта  поколений, начиная с появления  орудий труда и первых построек. Родиной первой механики по праву  считают древнюю Грецию, где огромными  темпами развивались точные науки  и строительство. Именно здесь впервые  зародился важнейший раздел механики – статика. Этот раздел развивался в тесной связи со строительным искусством античного мира.

2.1.1 Механика античности

Основное понятие механики–  понятие силы – появившееся впервые  в античном мире, вначале тесно  связывалось с мускульным усилием, вызванным давлением предмета на руку. Примерно к началу IV в. до н. э. Греции уже были известны простейшие законы сложения и уравновешивания сил, приложенных к одной точке вдоль одной и той же прямой. Особый интерес привлекала задача о рычаге. Теория рычага была создана великим ученым древности Архимедом (III в. до н. э.) и изложена в сочинении “О рычагах”.

АРХИМЕД ( (около 287 до н.э. — 212 до н.э.), древнегреческий ученый, математик и механик, основоположник теоретической механики и гидростатики. Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел. В основополагающих трудах по статике и гидростатике (закон Архимеда) дал образцы применения математики в естествознании и технике. Архимеду принадлежит множество технических изобретений (архимедов винт, определение состава сплавов взвешиванием в воде, системы для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины), завоевавших ему необычайную популярность среди современников. Им впервые был введен закон о погруженном в жидкость теле, который сейчас известен каждому школьнику.(рис.справа, где F-выталкивающая сила, а P-сила тяжести)

2.1.2 Механика в эпоху возрождения

С развитием ремесел, торговли, мореплавания и военного дела и связанного с ними накопления новых знаний, в XIV и XV вв. – в эпоху Возрождения – начинается расцвет наук и искусств. Крупным событием, революционизировавшим человеческое мировоззрение, явилось создание великим польским астрономом Николаем Коперником (1473 – 1543)учения о гелиоцентрической системе мира, в которой шарообразная Земля занимает центральное неподвижное положение, а вокруг нее по своим круговым орбитам движутся небесные тела: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Кинематические и динамические исследования эпохи Возрождения были обращены, главным образом, на уточнение представлений о неравномерном и криволинейном движении точки. До этого времени общепринятыми были не соответствующие действительности динамические воззрения Аристотеля, изложенные в его “Проблемах механики”.

Леонардо  да винчи – рисунки гения

Леонардо да Винчи (1452-1519) титан Возрождения, ученый и живописец, внесший огромный вклад в технику, естественные и точные науки. Особое внимание Леонардо уделял механике, называя  ее «раем математических наук» и  видя в ней ключ к тайнам мироздания; он попытался определить коэффициенты трения скольжения, изучал сопротивление  материалов, увлеченно занимался  гидравликой. Многочисленные гидротехнические эксперименты получили выражение в  новаторских проектах каналов и  ирригационных систем. Страсть к  моделированию приводила Леонардо к поразительным техническим  предвидениям, намного опережавшим  эпоху: таковы наброски проектов металлургических печей и прокатных станов, ткацких  станков, печатных, деревообрабатывающих и прочих машин, подводной лодки  и танка, а также разработанные  после тщательного изучения полета птиц конструкции летальных аппаратов  и парашюта.

Рисунки, опередившие эпоху

Рисунки и чертежи Леонардо – результат его многочисленных исследований в анатомии и механике. Зарисовки «вечного двигателя», плечо  силы под видом «потенциального  рычага», механические птицы….все то, что во времена да Винчи считалось  непостижимым, теперь реальность. Ученый смотрел далеко вперед и его открытия в технике и механике до сих  пор считаются феноменальными.

Галилео Галилей

ГАЛИЛЕЙ Галилео (1564-1642), итальянский  ученый, один из основателей точного  естествознания. Боролся против схоластики, считал основой познания опыт. Заложил  основы современной механики: выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной  плоскости, сложения движений; открыл изохронность колебаний маятника; первым исследовал прочность балок

Открытия Галилея  в механике

Галилей экспериментально установил  количественный закон падения тел  в пустоте, согласно которому расстояния, проходимые падающим телом в одинаковые промежутки времени, относятся между  собой, как последовательные нечетные числа. Галилей установил законы движения тяжелых тел по наклонной  плоскости, показав, что, падают ли тяжелые  тела по вертикали или по наклонной  плоскости, они всегда приобретают  такие скорости, которые нужно  сообщить им, чтобы поднять их на ту высоту, с которой они упали. Переходя к пределу, он показал, что  на горизонтальной плоскости тяжелое  тело будет находиться в покое  или будет двигаться равномерно и прямолинейно

Складывая горизонтальное и  вертикальное движения тела (это первое в истории механики сложение конечных независимых движений), он доказал, что тело, брошенное под углом  к горизонту, описывает параболу, и показал, как рассчитать длину  полета и максимальную высоту траектории В диалогах о двух системах мира очень образно, в форме художественного  описания, он показал, что все движения, которые могут происходить в  каюте корабля, не зависят от того, находится ли корабль в покое  или движется прямолинейно и равномерно. Этим он установил принцип относительности  классической механики (так называемый принцип относительности Галилей  – Ньютона) Исследуя условия равновесия простых машин и плавания тел, Галилей, по существу, применяет принцип  возможных перемещений (правда, в  зачаточной форме). Ему же наука обязана  первым исследованием прочности  балок и сопротивления жидкости движущимся в ней телам.

.

Открытия  Рене Декарта

Французский геометр и  философ Р. Декарт (1596 – 1650) высказал плодотворную идею сохранения количества движения. Он применяет математику к анализу движения и, вводя в  нее переменные величины, устанавливает  соответствие между геометрическими  образами и алгебраическими уравнениями. Но он не заметил существенного факта, что количество движения является величиной направленной, и складывал количества движения арифметически. Это привело его к ошибочным выводам и снизило значение данных им применений закона сохранения количества движения, в частности, к теории удара тел.

Физический  маятник Гюйгенса

Последователем Галилея  в области механики был голландский  ученый Х. Гюйгенс (1629 – 1695). Ему принадлежит  дальнейшее развитие понятий ускорения  при криволинейном движении точки (центростремительное ускорение). Гюйгенс  также решил ряд важнейших  задач динамики – движение тела по кругу, колебания физического  маятника, законы упругого удара. Он первый сформулировал понятия центростремительной  и центробежной силы, момента инерции, центра колебания физического маятника. Но основная его заслуга состоит  в том, что он первый применил принцип, по существу эквивалентный принципу живых сил (центр тяжести физического  маятника может подняться только на высоту, равную глубине его падения). Пользуясь этим принципом, Гюйгенс  решил задачу о центре колебания  маятника – первую задачу динамики системы материальных точек. Исходя из идеи сохранения количества движения, он создал полную теорию удара упругих  шаров.

Исаак Ньютон (1643–1727) основатель классической механики

Исаак Ньютон, английский математик, механик, астроном и физик, создатель  классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Фундаментальные труды «Математические  начала натуральной философии» (1687) и «Оптика» (1704). Разработал (независимо от Г. Лейбница) дифференциальное и  интегральное исчисления. Открыл дисперсию  света, хроматическую аберрацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развивал корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления. Построил зеркальный телескоп. Сформулировал  основные законы классической механики. Открыл закон всемирного тяготения, дал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики. Пространство и время считал абсолютными. Работы Ньютона намного опередили общий  научный уровень его времени, были малопонятны современникам.

2.2 Развитие механики в xviii веке

Ж.Ланграж

К концу XVII в. основы механики были обстоятельно разработаны. Если древние века считать предысторией механики, то XVII в. можно рассматривать как период создания ее основ. Развитие методов механики в XVIII в.. В XVIII в. потребности производства – необходимость изучения важнейших механизмов, с одной стороны, и проблема движения Земли и Луны, выдвинутая развитием небесной механики, с другой, - привели к созданию общих приемов решения задач механики материальной точки, системы точек твердого тела, развитых в “Аналитической механике” (1788 г.) Ж. Лагранжа (1736 – 1813) Динамика Эйлера (1707-1783)

Л.Эйлер

ЭЙЛЕР Леонард (1707-83), математик, механик, физик и астроном. По происхождению Швейцарец. В 1726 был приглашен в Петербургскую АН и переехал в 1727 в Россию. Был адъюнктом (1726), а в 1731-41 и с 1766 академиком Петербургской АН (в 1742-66 иностранный почетный член). В 1741-66 работал в Берлине, член Берлинской АН. Эйлер — ученый необычайной широты интересов и творческой продуктивности. Автор св. 800 работ по математическому анализу, дифференциальной геометрии, теории чисел, приближенным вычислениям, небесной механике, математической физике, оптике, баллистике.

Л. Эйлер - основоположник механики твердого тела. Ему принадлежит общепринятый метод кинематического описания движения твердого тела при помощи трех эйлеровых углов. Фундаментальную  роль в дальнейшем развитии динамики и многих ее технических приложений сыграли установленные Эйлером  основные дифференциальные уравнения  вращательного движения твердого тела вокруг неподвижного центра. Эти уравнения явились аналитическим выражением открытой им теоремы моментов количества движения, которая представляет собой необходимое дополнение к закону количестве движения, сформулированному в общем виде в “Началах” Ньютона.

Эти уравнения явились  аналитическим выражением открытой им теоремы моментов количества движения, которая представляет собой необходимое  дополнение к закону количестве движения, сформулированному в общем виде в “Началах” Ньютона. В “Механике” Эйлера дана близкая к современной  формулировка закона “живых сил” для  случая прямолинейного движения и отмечено наличие таких движений материальной точки, при которых изменение  живой силы при переходе точки из одного положения в другое не зависит от формы траектории. Этим было положено начало понятия потенциальной энергии. Эйлер – основоположник гидромеханики. Им были даны основные уравнения динамики идеальной жидкости; ему принадлежит заслуга создания основ теории корабля и теории устойчивости упругих стержней; Эйлер заложил основу теории расчета турбин, выведя турбинное уравнение; в прикладной механике имя Эйлера связано с вопросами кинематики фигурных колес, расчета трения между канатом и шкивом и многими другими.

2.3 Развитие механики во второй половине XVIII века.

Одним из важнейших приложений ньютоновской теории тяготения явился вопрос о фигурах равновесия вращающихся  жидких масс, частицы которых тяготеют друг к другу, в частности о  фигуре Земли. Основы теории равновесия вращающихся масс были изложены Ньютоном в третьей книге “Начал”. Проблема фигур равновесия и устойчивости вращающейся жидкой массы сыграла  значительную роль в развитии механики во второй половине XVIII в.

Открытия Ломоносова

Великий русский ученый М. В. Ломоносов (1711 – 1765) высоко оценивал значение механики для естествознания, физики и философии. Ему принадлежит  материалистическая трактовка процессов  взаимодействия двух тел: “когда одно тело ускоряет движение другого и  сообщает ему часть своего движения, то только так, что само теряет такую  же часть движения”. Он является одним  из основоположников кинетической теории теплоты и газов, автором закона сохранения энергии и движения. Приведем слова Ломоносова из письма Эйлеру (1748 г.): “Все изменения, случающиеся  в природе, проходят так, что если что-либо прибавится к чему-либо, то столько же отнимется от чего-то другого. Так, сколько к какому-нибудь телу присоединится материи, столько  же отнимется. Ломоносов впервые  предсказал существование абсолютного  нуля температуры, высказал мысль о  связи электрических и световых явлений. В результате деятельности Ломоносова и Эйлера появились первые труды русских ученых, творчески  овладевших методами механики и способствовавших ее дальнейшему развитию.

М.Ломоносов

Принципы динамики несвободной  системы

История создания динамики несвободной системы связана  с развитием принципа возможных  перемещений, выражающим общие условия  равновесия системы. Этот принцип был  впервые применен Голландским ученым С. Стевином (1548 – 1620) при рассмотрении равновесия блока. Галилей сформулировал принцип в виде “золотого правила” механики, согласно которому “что выигрывается в силе, то теряется в скорости”. Современная формулировка принципа была дана в конце XVIII в. на основе абстракции “идеальных связей”, отражающих представление об “идеальной” машине, лишенной внутренних потерь на вредные сопротивления в передаточном механизме. Выглядит она следующим образом: если в положении изолированного равновесия консервативной системы со стационарными связями потенциальная энергия имеет минимум, то это положение равновесия устойчиво.

Созданию принципов динамики несвободной системы способствовала задача о движении несвободной материальной точки. Материальная точка называется несвободной, если она не может занимать произвольного положения в пространстве. В этом случае принцип Д’Аламбера звучит следующим образом: действующие  на движущуюся материальную точку активные силы и реакции связей можно в  любой момент времени уравновесить добавлением к ним силы инерции.