В основе науки о конструкциях, в сущности, стоит задача о том, как получается, что любые неодушевленные твердые тела: сталь, бетон, дерево, пластмасса, способны оказывать сопротивление механической силе или хотя бы выдерживать свой собственный вес? На этот вопрос первым попытался ответить англичанин Роберт Гук . Он понял, что если материал или конструкция оказывает сопротивление действию нагрузки, то это возможно только за счет их ответного действия на тело, создающего эту нагрузку, с силой, равной по величине и противоположной по направлению. Т.е. если ваши ноги давят на пол вниз, то пол давит на них вверх. Если здание давит на фундамент, то и фундамент давит на здание. Это подразумевается в Третьем законе Ньютона, который гласит, что действие и противодействие равны по величине и противоположны по направлениям.

Физик и механик Роберт Гук (18.07.1635 - 03.03.1703) родился в семье священника в деревне Фрешуотер на острове Уайт (Англия). Отец прочил его в священники, но увидев, что мальчик проявляет склонность кизобретению механических игрушек, изменил свое решение и наметил для сына карьеру часового мастера. Однако часовым мастером Р. Гук не стал, хотя, как говорилось выше, одно время и работал над созданием конструкции точного хода часов. Отец Гука умер в 1648 г., когда сыну было 13 лет, и в этом же году Гука определили в частную школу в Вестминстере, где он с успехом изучал физику и математику и древние языки: латинский, древнегреческий и еврейский. Современники Гука рассказывали, что шесть книг «Начала» Евклида он изучил за одну неделю.

В 1653 г. Р.Гук поступил в Оксфордский университет. B студенческие годы Гук входит в кружок ученых, из которых позднее образовалось Лондонское Королевское общество - Академия наук Великобритании. После окончания университета Гук работал ассистентом вначале у химика Р. Уиллиса, а затем у физика Роберта Бойля.

В 1662 г. он был удостоен ученой степени магистра искусств и по рекомендации Р. Бойля получил должность куратора по проведению экспериментов в Лондонском Королевском обществе, которое было организовано в этом же году. В обязанности куратора входило проведение оригинальных и интересных опытов на еженедельных заседаниях общества. В этой должности Гук состоял до 1677 г. Изумительная техническая изобретательность Гука, его великолепное искусство экспериментатора нашли в этой работе хорошее применение. В 1663 г. Р. Гук стал членом Лондонского Королевского общества, а в 1677 г. его секретарем. Эту обязанность он исполнял до 1683 г.

Уже в 1676 г. Гук ясно понимал не только то, что сопротивление твердых тел механическим нагрузкам создается посредством сил противодействия, но и то, что, во-первых, под механическим воздействием каждое тело или конструкция меняет форму, растягиваясь или сжимаясь, а во-вторых, именно это изменение и позволяет твердому телу создавать силу противодействия. Он доказал, что все конструкции под действием нагрузок в различной степени испытывают смещения (деформации).

Далее Гук пришел еще к одной важной мысли – он понял, что под действием нагрузок деформации возникают не только во всей конструкции, но и в самом материале. Атомы или молекулы материала под действием нагрузки отодвигаются или приближаются друг к другу. А так как физико-химические связи, соединяющие атомы материала, очень прочные и жесткие, то это и создает мощное сопротивление даже малым деформациям; другими словами, в материале возникают большие силы противодействия.

Гук проделал множество опытов с самыми разными предметами из самых разных материалов, различной геометрической формы (пружины, куски проволоки, балки). Последовательно подвешивая на них грузы, и измеряя смещения, он показал, что в любой конструкции смещение пропорционально нагрузке . Кроме того, в пределах возможных измерений, большинство твердых тел после снятия нагрузки восстанавливает свою первоначальную форму. Такое поведение материала называется упругим.

Гук в 1679 г. опубликовал результаты своих экспериментов. Статья называлась «Сила сопротивления, или упругость», в ней прозвучало знаменитое утверждение: «uttensiosicvis» – «каково растяжение, такова и сила». Именно эти выводы называют законом Гука, и они легли в основу современных наук ‒ сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости.

Величины деформаций зависят от размеров, геометрической формы конструкции и от материала, из которого эта конструкция изготовлена. Такие материалы, как резина, ткань, деформируются даже под действием очень малых сил, поэтому они менее жесткие, чем дерево, камень, бетон или сталь. И хотя абсолютно твердых тел в природе не существует, некоторые материалы, подобные алмазу, являются очень жесткими. После смерти Гука на протяжении 120 лет наука не нашла путей решения проблемы взаимосвязи между нагрузками и деформациями. хоть и сослужил инженерам очень большую службу, но XVIII столетие на удивление мало продвинуло изучение упругости. Здесь нельзя обойти вниманием влияние личности Ньютона на развитие прочностных наук.

Р. Гук и Исаак Ньютон были единственными членами Королевского общества, не вносившими обязательных в то время для членов общества денежных взносов, поскольку они поддерживали жизнеспособность общества своей деятельностью. В 1664 г. Р. Гук получил должность профессора геометрии в колледже Грешем Лондонского университета. Математика не его призвание, а его заработок. Однако жалованье профессора было столь невелико, что Р. Гук должен быть добиваться катлеровских лекций, финансируемых богатым меценатом Катлером. Когда в 1666 г. в Лондоне произошел грандиозный пожар, уничтоживший большую часть города, для составления планов восстановления города и руководства строительными работами был организован комитет, в состав которого вошел Р. Гук: он занял должность главного инспектора по восстановлению Лондона. Р. Гук был превосходным администратором и талантливым архитектором, хорошо знавший строительное дело и архитектуру. В том, что уже через восемь лет — к 1674 г. Лондон восстал из руин, большая заслуга Р. Гука.

Из научных работ раннего периода наиболее значительной является «Микрография», опубликованная в 1665 г. В ней дано описание опытов по микроскопированию различных объектов. Он был прекрасным микроскопистом и рисовальщиком . Ему многим обязаны биология, в которой он открыл клеточное строение растений . Даже термин «клетка», такой привычный для нас, и тот принадлежит Гуку (предложил его после усовершенствования микроскопа. Одновременно с созданием «Микрографии» Р. Гук работает в области механики, он экспериментально установил закон прямой пропорциональности перемещений приложенным силам.

Р. Гук подошел к формулировке закона тяготения и изучал цвета тонких пластинок раньше И. Ньютона. Он развил идею волновой природы света. Р. Гук разработал основные принципы кинетической теории газов . Он предложил принять за нуль градусов точку замерзания воды . Работая с Р. Бойлем, он построил «пневматическую машину» , - «прабабушку паровой машины» изобретателя Джемса Уатта. Р.Гуку принадлежит конструкция сложного телескопа. В истории земли он отводил большую роль внутренним динамическим процессам, таким, как извержения и землетрясения. Р. Гук был на редкость активным человеком . Он каждодневно испытывал острую потребность в общении с людьми самых различных положений и профессий. Он был завсегдатаем наиболее популярных лондонских кафе , в которых беседовал со знакомыми и незнакомыми людьми по самым разнообразным вопросам науки, техники и политики. На книжных аукционах он годами гонялся за излюбленными редкими книгами. Он приходил на лондонские пристани в часы прибытия кораблей из далеких стран, чтобы в беседах с моряками и купцами из первых рук узнавать коммерческие и политические новости.

Между Ньютоном и Гуком существовала жестокая неприязнь, и даже вражда. (Гук был другом детства короля Англии Карла II, а Ньютон имел скромное происхождение и, вполне вероятно, завидовал Гуку). Ньютон жил на 25 лет дольше Гука и значительную часть этого времени посвятил очернению памяти Гука и его наследия, а так как его авторитет в научном мире был непререкаем, то труды Гука некоторое время не имели последователей.После смерти Р. Гука президентом Общества был избран И. Ньютон, с которым Гук до конца своих дней был в глубокой ссоре. Причиной этого были неоднократные споры о приоритете на открытия и разногласия по некоторым важным научным вопросам. Став президентом Королевского общества, И. Ньютон не стремился сохранить для потомков память о Гуке. В результате оказался навсегда потерянным его портрет, имевшийся в Грешемском колледже, а также уничтожены многочисленные экспериментальные установки, созданные Гуком для проведения опытов на заседаниях Королевского общества.

Великий закон Гука, который постоянно звучит со страниц учебников по , это ли не лучший памятник великому ученому? Кстати, помимо механики, Гук был чрезвычайно талантлив и в других науках. Очень многое было исследовано в физике, астрономии .). Отличный механик , изобретающий и совершенствующий механизмы. Даже в строительстве принес свой вклад в планировку улиц Лондона . В общем, талантлив во всем, за что брался . Э.Н. да Коста Эндрейд, написавший большую биографию Р. Гука, закончил ее так: «Восхищайтесь Р. Гуком, он достоин Вашего восхищения» .

Роберт Гук (англ. Robert Hooke; Роберт Хук, 18 (28) июля 1635, остров Уайт, Англия - 3 марта 1703, в Лондоне) - английский естествоиспытатель, учёный-энциклопедист. Гука смело можно назвать одним из отцов физики, в особенности экспериментальной, но и во многих других науках ему принадлежат зачастую одни из первых основополагающих работ и множество открытий.

Биография

Отец Гука подготавливал его первоначально к духовной деятельности, но ввиду слабого здоровья Роберта и проявляемой им способности к занятию механикой предназначил его к изучению часового мастерства. Впоследствии, однако, молодой Гук проявил интерес к научным занятиям и вследствие этого был отправлен в Вестминстерскую школу, где успешно изучал языки латинский, древнегреческий, иврит, но в особенности интересовался математикой и выказал большую способность к изобретениям по физике и химии. Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета, в котором он стал заниматься с 1653 года; он сначала стал помощником химика Виллиса, а потом известного Роберта Бойля.

• C 1662 был куратором экспериментов при Лондонском Королевском обществе (с момента его создания).
• В 1663 Королевское общество, признав полезность и важность его открытий, сделало его своим членом.
• В 1677-1683 был секретарём этого общества.
• С 1664 - профессор Лондонского университета (профессор геометрии в Gresham College).
• В 1665 публикует «Микрографию», где описаны его микроскопические и телескопические наблюдения, содержащую публикацию существенных открытий в биологии.
• С 1667 Гук читает «Кутлеровские (Cutlerian or Cutler) лекции» по механике.

В течение своей 68-летней жизни Роберт Гук, несмотря на слабость здоровья, был неутомим в занятиях, сделал много научных открытий, изобретений и усовершенствований.

Более 350 лет назад он открыл клетку, женскую яйцеклетку и мужские сперматозоиды.

Открытия

К числу открытий Гука принадлежат:

• открытие пропорциональности между упругими растяжениями, сжатиями и изгибами, и производящими их напряжениями (закон Гука),
• правильная формулировка закона всемирного тяготения (приоритет Гука оспаривался Ньютоном, но, по-видимому, не в части формулировки - сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния; кроме того, Ньютон утверждал о независимом и более раннем открытии этой формулы, которую, однако, до открытия Гуком никому не сообщал),
• открытие цветов тонких пленок (то есть, в конечном итоге, явления интерференции света),
• идея о волнообразном распространении света (более или менее одновременно с Гюйгенсом), экспериментальное обоснование её открытой Гуком интерференцией света, волновая теория света,
• гипотеза о поперечном характере световых волн,
• открытия в акустике, например, демонстрация того, что высота звука определяется частотой колебаний,
• теоретическое положение о сущности теплоты как движения частиц тела,
• открытие постоянства температуры таяния льда и кипения воды,
• закон Бойля (каков здесь вклад Гука, Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) - не до конца ясно),
• Живая клетка с помощью усовершенствованного им микроскопа. Гуку же принадлежит сам термин «клетка» - англ. cell.

и многое другое.

Первое из этих открытий, как утверждает он сам в своём сочинении «De potentia restitutiva », опубликованном в 1679, сделано им за 18 лет до этого времени, а в 1676 было помещено в другой его книге под видом анаграммы «ceiiinosssttuv », означающей «Ut tensio sic vis ». По объяснению автора, вышесказанный закон пропорциональности применяется не только к металлам, но и к дереву, камням, рогу, костям, стеклу, шёлку, волосу и проч. В настоящее время этот закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости. Что касается до прочих его открытий, то в них он не имеет такого исключительного первенства; так, цвета тонких пленок в мыльных пузырях Бойль заметил за 9 лет ранее; но Гук, наблюдая цвета тонких пластинок гипса, подметил периодичность цветов в зависимости от толщины: постоянство температуры таяния льда он открыл не ранее членов флорентийской академии, но постоянство температуры кипения воды подмечено им ранее Ренальдини; идея о волнообразном распространении света высказана им позже Гримальди.

МКОУ Светлоярская СОШ №2 им. Ф.Ф. Плужникова

На тему: Биография Роберта Гука

Подготовила

Ученица 10 «А» класса

Шульженко Светлана

Ромберт Гук (англ. Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля 1635, остров Уайт 3 марта 1703, Лондон) -- английский естествоиспытатель, учёный энциклопедист. Гука можно смело назвать одним из отцов физики, в особенности экспериментальной, но и во многих других науках ему принадлежат зачастую одни из первых основополагающих работ и множество открытий.

Отец Гука подготавливал его первоначально к духовной деятельности, но ввиду слабого здоровья мальчика и проявляемой им способности к занятию механикой предназначил его к изучению часового мастерства. Впоследствии, однако, молодой Гук проявил интерес к научным занятиям и вследствие этого был отправлен в Вестминстерскую школу, где успешно изучал языки латинский, древнегреческий, иврит, но в особенности интересовался математикой и выказал большую способность к изобретениям по физике и механике. Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета, в котором он стал заниматься с 1653 года; он сначала стал помощником химика Виллиса, а потом известного Роберта Бойля.C 1662 был куратором экспериментов при Лондонском Королевском обществе (с момента его создания).В 1663 Королевское общество, признав полезность и важность его открытий, сделало его своим членом.В 1677--1683 был секретарём этого общества.С 1664 -- профессор Лондонского университета (профессор геометрии в Gresham College).В 1665 публикует «Микрографию», где описаны его микроскопические и телескопические наблюдения, содержащую публикацию существенных открытий в биологии.С 1667 Гук читает «Кутлеровские (Cutlerian or Cutler) лекции» по механике.В течение своей 68-летней жизни Роберт Гук, несмотря на слабость здоровья, был неутомим в занятиях, сделал много научных открытий, изобретений и усовершенствований.Более 300 лет назад он открыл клетку, женскую яйцеклетку и мужские сперматозоиды.

Открытия

К числу открытий Гука принадлежат:

· открытие пропорциональности между упругими растяжениями, сжатиями и изгибами, и производящими их напряжениями (закон Гука),

· правильная формулировка закона всемирного тяготения (приоритет Гука оспаривался Ньютоном, но, по-видимому, не в части формулировки; кроме того, Ньютон утверждал о независимом и более раннем открытии этой формулы, которую, однако, до открытия Гуком никому не сообщал),

· открытие цветов тонких пластинок (то есть, в конечном итоге, явления интерференции света),

· идея о волнообразном распространении света (более или менее одновременно с Гюйгенсом), экспериментальное обоснование её открытой Гуком интерференцией света, волновая теория света,

· гипотеза о поперечном характере световых волн,

· открытия в акустике, например, демонстрация того, что высота звука определяется частотой колебаний,

· теоретическое положение о сущности теплоты как движения частиц тела,

· открытие постоянства температуры таяния льда и кипения воды,

· закон Бойля (каков здесь вклад Гука, Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) -- не до конца ясно),

· живая клетка (с помощью усовершенствованного им микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин «клетка» -- англ. cell),

· непосредственное доказательство вращения Земли вокруг Солнца изменением параллакса звезды г Дракона (см.Боголюбов) (во второй половине 1669 г.) и многое другое.

Первое из этих открытий, как утверждает он сам в своём сочинении «De potentia restitutiva», опубликованном в 1678, сделано им за 18 лет до этого времени, а в 1676 было помещено в другой его книге под видом анаграммы «ceiiinosssttuv», означающей «Ut tensio sic vis». По объяснению автора, вышесказанный закон пропорциональности применяется не только к металлам, но и к дереву, камням, рогу, костям, стеклу, шёлку, волосу и проч. В настоящее время этот закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости. Что касается до прочих его открытий, то в них он не имеет такого исключительного первенства; так, цвета тонких пластинок в мыльных пузырях Бойль заметил за 9 лет ранее; но Гук, наблюдая цвета тонких пластинок гипса, подметил периодичность цветов в зависимости от толщины: постоянство температуры таяния льда он открыл не ранее членов флорентийской академии, но постоянство температуры кипения воды подмечено им ранее Ренальдини; идея о волнообразном распространении света высказана им позже Гримальди.

Идею же об универсальной силе тяготения, следуя Кеплеру, Гук имел с середины 1660-х годов, затем, ещё в недостаточно определённой форме, он выразил её в 1674 в трактате «Попытка доказательства движения Земли», но уже в письме 6 января 1680 года Ньютону Гук впервые ясно формулирует закон всемирного тяготения и предлагает Ньютону, как математически более компетентному исследователю, строго математически обосновать его, показав связь с первым законом Кеплера для некруговых орбит (вполне вероятно, уже имея приближённое решение). С этого письма, насколько сейчас известно, начинается документальная история закона всемирного тяготения. Непосредственными предшественниками Гука называют Кеплера, Борелли и Буллиальда, хотя их взгляды достаточно далеки от ясной правильной формулировки. Ньютону также принадлежат некоторые работы по тяготению, предшествовавшие результатам Гука, однако большинство самых важных результатов, о которых позднее вспоминал Ньютон, во всяком случае не было им никому сообщено.

В.И. Арнольд в книге «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук» аргументирует, в том числе документально, утверждение, что именно Гуком был открыт закон всемирного тяготения (закон обратных квадратов для центральной гравитационной силы), и даже вполне корректно обоснован им для случая круговых орбит, Ньютон же доделал это обоснование для случая эллиптических орбит (по инициативе Гука: последний сообщил ему свои результаты и попросил заняться этой задачей). Приводимые там цитаты Ньютона, оспаривающего приоритет Гука, говорят лишь о том, что Ньютон придавал своей части доказательства несоизмеримо большую значимость (в силу её трудности и т. д.), но отнюдь не отрицает принадлежность Гуку формулировки закона. Таким образом, приоритет формулировки и первоначального обоснования следует отдать Гуку (если, конечно, не кому-то до него), и он же, судя по всему, ясно сформулировал Ньютону задачу завершения обоснования. Ньютон, впрочем, утверждал, что сделал это же открытие независимо и раньше, но он никому об этом не сообщал, и не осталось никаких документальных свидетельств этого; кроме того, в любом случае, Ньютон забросил работы по этой теме, которые возобновил, по его признанию, под влиянием письма Гука.

Ряд современных авторов полагают, что главным вкладом Гука в небесную механику было представление движения Земли в виде суперпозиции движения по инерции (по касательной к траектории) и падения на Солнце как тяготеющий центр, что оказало, в частности, серьёзное влияние на Ньютона. В частности, этот способ рассмотрения давал непосредственную базу для выяснения природы второго закона Кеплера (сохранения момента импульса при центральной силе), что явилось ключом и к полному решению кеплеровой задачи.

В упомянутой выше книге Арнольда указывается, что Гуку принадлежит открытие закона, который в современной литературе принято называть законом Бойля, причём утверждается, что сам Бойль не только не оспаривает это, но явно об этом пишет (самому же Бойлю принадлежит лишь первенство публикации). Впрочем, реальный вклад Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) в открытие этого закона мог быть и достаточно велик.

С помощью усовершенствованного им микроскопа Гук наблюдал структуру растений и дал чёткий рисунок, впервые показавший клеточное строение пробки (термин «клетка» был введён Гуком). В своей работе «Микрография» (Micrographia, 1665) он описал клетки бузины, укропа, моркови, привел изображения весьма мелких объектов, таких как глаз мухи, комара и его личинки, детально описал клеточное строение пробки, крыла пчелы, плесени, мха. В этой же работе Гук изложил свою теорию цветов, объяснил окраску тонких слоёв отражением света от их верхней и нижней границ. Гук придерживался волновой теории света и оспаривал корпускулярную; теплоту считал результатом механического движения частиц вещества.

гук физика изобретение открытие

Изобретения

Изобретения Гука весьма разнообразны. Во-первых, следует сказать о спиральной пружине для регулирования хода часов; изобретение это было сделано им в течение времени от 1656 до 1658. По указаниям Гука часовой мастер Томпсон сделал для Карла II первые часы с регулирующей пружиной. Нидерландский механик, физик и математик Христиан Гюйгенс применил регулирующую спираль позже Гука, но независимо от него; зацепляющие части (echappement), придуманные ими, неодинаковы. Идею о применении конического маятника к регулированию часов Гук приписывал себе и оспаривал первенство у Гюйгенса.

В 1666 он изобрёл спиртовой уровень, в 1665 представил королевскому обществу малый квадрант, в котором алидада перемещалась помощью микрометренного винта, так что представлялась возможность отсчитывать минуты и секунды; далее, когда найдено было удобным заменить диоптры астрономических инструментов трубами, он предложил помещать в окуляр нитяную сетку. Вообще Гук сделал немало усовершенствований в конструкции телескопов диоптрических и катоптрических; стёкла он шлифовал сам и много занимался наблюдениями; между прочим, он обратил внимание на пятна на поверхности Юпитера и Марса и по движению их определил, одновременно с Джованни Кассини, скорости вращений этих планет вокруг осей.

В 1684 изобрёл первую в мире систему оптического телеграфа.

Изобрёл множество различных механизмов, в частности для построения различных геометрических кривых (эллипсов, парабол). Предложил прототип тепловых машин.

Кроме того, он изобрёл оптический телеграф, термометр-минима, усовершенствованный барометр, гигрометр, анемометр, регистрирующий дождемер; делал наблюдения с целью определить влияние вращения Земли на падение тел и занимался многими физическими вопросами, например, о влияниях волосности, сцепления, о взвешивании воздуха, об удельном весе льда, изобрёл особый ареометр для определения степени пресности речной воды (water-poise). В 1666 Гук представил Королевскому обществу модель изобретённых им винтовых зубчатых колёс, описанных им впоследствии в «Lectiones Cutlerianae» (1674). Эти винтовые колёса известны теперь под именем Вайтовых колёс. Карданово сочленение, служащее для подвеса ламп и компасных коробок на судах, Гук применил для передачи вращений между двумя валами, пересекающимися под произвольным углом.

Установив постоянство температур замерзания и кипения воды, вместе с Гюйгенсом, около 1660 предложил эти точки в качестве реперных для шкалы термометра.

Подобные документы

Жизнь и творчество Роберта Гука. Характеристика эпохи, в которую он родился и жил. Вехи биографии, основные открытия ученого. Его характер и внешность, поведение и склад ума. Заслуги в области прикладной физики. Исторические исследования его деятельности.

реферат , добавлен 13.05.2015


Лінійна залежність між деформацією й механічними напруженнями в основі закону Гука. Види деформації, їх класифікація в залежності від поведінки тіла після зняття навантаження. Крива залежності напруження від деформації розтягу. Форма запису закону Гука.

реферат , добавлен 26.08.2013


Явление тяготения и масса тела, гравитационное притяжение Земли. Измерение массы при помощи рычажных весов. История открытия "Закона всемирного тяготения", его формулировка и границы применимости. Расчет силы тяжести и ускорения свободного падения.

конспект урока , добавлен 27.09.2010


История открытия Исааком Ньютоном "Закона всемирного тяготения", события, предшествующие данному открытию. Суть и границы применения закона. Формулировка законов Кеплера и их применение к движению планет, их естественных и искусственных спутников.

презентация , добавлен 25.07.2010


Основные формулы кинематики, механики жидкостей и газов и молекулярно-кинетической теории. Сила всемирного тяготения и сила тяжести. Закон Архимеда и Гука. Расчеты по электричеству и магнетизму. Последовательное и параллельное соединение проводников.

шпаргалка , добавлен 18.01.2009


Биография и научная деятельность Исаака Ньютона. "Математические начала натуральной философии", изложение закона всемирного тяготения и трех законов механики. Разработка дифференциального и интегрального исчисления. Изобретение зеркального телескопа.

доклад , добавлен 13.01.2010


История открытия закона всемирного тяготения. Иоган Кеплер как один из первооткрывателей закона движения планет вокруг солнца. Сущность и особенности эксперимента Кавендиша. Анализ теории силы взаимного притяжения. Основные границы применимости закона.

презентация , добавлен 29.03.2011


Отличия нормальных напряжений от касательных. Закон Гука и принцип суперпозиции. Построение эллипса инерции сечения. Формулировка принципа независимости действия сил. Преимущество гипотезы прочности Мора. Определение инерционных и ударных нагрузок.

курс лекций , добавлен 06.04.2015


Законы движения планет Кеплера, их краткая характеристика. История открытия Закона всемирного тяготения И. Ньютоном. Попытки создания модели Вселенной. Движение тел под действием силы тяжести. Гравитационные силы притяжения. Искусственные спутники Земли.

реферат , добавлен 25.07.2010


Физическая сущность понятий: "пространство–время", "коэффициент пропорциональности". Уточнение закона всемирного тяготения. Масса ядра и материальной оболочки Земли. Луна – "нарушитель" правил орбитального движения. Параметры орбиты нашей Галактики.

Биография

Ромберт Гук (англ. Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля 1635, остров Уайт 3 марта 1703, Лондон) -- английский естествоиспытатель, учёный энциклопедист. Гука можно смело назвать одним из отцов физики, в особенности экспериментальной, но и во многих других науках ему принадлежат зачастую одни из первых основополагающих работ и множество открытий.

Отец Гука подготавливал его первоначально к духовной деятельности, но ввиду слабого здоровья мальчика и проявляемой им способности к занятию механикой предназначил его к изучению часового мастерства. Впоследствии, однако, молодой Гук проявил интерес к научным занятиям и вследствие этого был отправлен в Вестминстерскую школу, где успешно изучал языки латинский, древнегреческий, иврит, но в особенности интересовался математикой и выказал большую способность к изобретениям по физике и механике. Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета, в котором он стал заниматься с 1653 года; он сначала стал помощником химика Виллиса, а потом известного Роберта Бойля.C 1662 был куратором экспериментов при Лондонском Королевском обществе (с момента его создания).В 1663 Королевское общество, признав полезность и важность его открытий, сделало его своим членом.В 1677--1683 был секретарём этого общества.С 1664 -- профессор Лондонского университета (профессор геометрии в Gresham College).В 1665 публикует «Микрографию», где описаны его микроскопические и телескопические наблюдения, содержащую публикацию существенных открытий в биологии.С 1667 Гук читает «Кутлеровские (Cutlerian or Cutler) лекции» по механике.В течение своей 68-летней жизни Роберт Гук, несмотря на слабость здоровья, был неутомим в занятиях, сделал много научных открытий, изобретений и усовершенствований.Более 300 лет назад он открыл клетку, женскую яйцеклетку и мужские сперматозоиды.

Открытия

К числу открытий Гука принадлежат:

· открытие пропорциональности между упругими растяжениями, сжатиями и изгибами, и производящими их напряжениями (закон Гука),

· правильная формулировка закона всемирного тяготения (приоритет Гука оспаривался Ньютоном, но, по-видимому, не в части формулировки; кроме того, Ньютон утверждал о независимом и более раннем открытии этой формулы, которую, однако, до открытия Гуком никому не сообщал),

· открытие цветов тонких пластинок (то есть, в конечном итоге, явления интерференции света),

· идея о волнообразном распространении света (более или менее одновременно с Гюйгенсом), экспериментальное обоснование её открытой Гуком интерференцией света, волновая теория света,

· гипотеза о поперечном характере световых волн,

· открытия в акустике, например, демонстрация того, что высота звука определяется частотой колебаний,

· теоретическое положение о сущности теплоты как движения частиц тела,

· открытие постоянства температуры таяния льда и кипения воды,

· закон Бойля (каков здесь вклад Гука, Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) -- не до конца ясно),

· живая клетка (с помощью усовершенствованного им микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин «клетка» -- англ. cell),

· непосредственное доказательство вращения Земли вокруг Солнца изменением параллакса звезды г Дракона (см.Боголюбов) (во второй половине 1669 г.) и многое другое.

Первое из этих открытий, как утверждает он сам в своём сочинении «De potentia restitutiva», опубликованном в 1678, сделано им за 18 лет до этого времени, а в 1676 было помещено в другой его книге под видом анаграммы «ceiiinosssttuv», означающей «Ut tensio sic vis». По объяснению автора, вышесказанный закон пропорциональности применяется не только к металлам, но и к дереву, камням, рогу, костям, стеклу, шёлку, волосу и проч. В настоящее время этот закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости. Что касается до прочих его открытий, то в них он не имеет такого исключительного первенства; так, цвета тонких пластинок в мыльных пузырях Бойль заметил за 9 лет ранее; но Гук, наблюдая цвета тонких пластинок гипса, подметил периодичность цветов в зависимости от толщины: постоянство температуры таяния льда он открыл не ранее членов флорентийской академии, но постоянство температуры кипения воды подмечено им ранее Ренальдини; идея о волнообразном распространении света высказана им позже Гримальди.

Идею же об универсальной силе тяготения, следуя Кеплеру, Гук имел с середины 1660-х годов, затем, ещё в недостаточно определённой форме, он выразил её в 1674 в трактате «Попытка доказательства движения Земли», но уже в письме 6 января 1680 года Ньютону Гук впервые ясно формулирует закон всемирного тяготения и предлагает Ньютону, как математически более компетентному исследователю, строго математически обосновать его, показав связь с первым законом Кеплера для некруговых орбит (вполне вероятно, уже имея приближённое решение). С этого письма, насколько сейчас известно, начинается документальная история закона всемирного тяготения. Непосредственными предшественниками Гука называют Кеплера, Борелли и Буллиальда, хотя их взгляды достаточно далеки от ясной правильной формулировки. Ньютону также принадлежат некоторые работы по тяготению, предшествовавшие результатам Гука, однако большинство самых важных результатов, о которых позднее вспоминал Ньютон, во всяком случае не было им никому сообщено.

В.И. Арнольд в книге «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук» аргументирует, в том числе документально, утверждение, что именно Гуком был открыт закон всемирного тяготения (закон обратных квадратов для центральной гравитационной силы), и даже вполне корректно обоснован им для случая круговых орбит, Ньютон же доделал это обоснование для случая эллиптических орбит (по инициативе Гука: последний сообщил ему свои результаты и попросил заняться этой задачей). Приводимые там цитаты Ньютона, оспаривающего приоритет Гука, говорят лишь о том, что Ньютон придавал своей части доказательства несоизмеримо большую значимость (в силу её трудности и т. д.), но отнюдь не отрицает принадлежность Гуку формулировки закона. Таким образом, приоритет формулировки и первоначального обоснования следует отдать Гуку (если, конечно, не кому-то до него), и он же, судя по всему, ясно сформулировал Ньютону задачу завершения обоснования. Ньютон, впрочем, утверждал, что сделал это же открытие независимо и раньше, но он никому об этом не сообщал, и не осталось никаких документальных свидетельств этого; кроме того, в любом случае, Ньютон забросил работы по этой теме, которые возобновил, по его признанию, под влиянием письма Гука.

Ряд современных авторов полагают, что главным вкладом Гука в небесную механику было представление движения Земли в виде суперпозиции движения по инерции (по касательной к траектории) и падения на Солнце как тяготеющий центр, что оказало, в частности, серьёзное влияние на Ньютона. В частности, этот способ рассмотрения давал непосредственную базу для выяснения природы второго закона Кеплера (сохранения момента импульса при центральной силе), что явилось ключом и к полному решению кеплеровой задачи.

В упомянутой выше книге Арнольда указывается, что Гуку принадлежит открытие закона, который в современной литературе принято называть законом Бойля, причём утверждается, что сам Бойль не только не оспаривает это, но явно об этом пишет (самому же Бойлю принадлежит лишь первенство публикации). Впрочем, реальный вклад Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) в открытие этого закона мог быть и достаточно велик.

С помощью усовершенствованного им микроскопа Гук наблюдал структуру растений и дал чёткий рисунок, впервые показавший клеточное строение пробки (термин «клетка» был введён Гуком). В своей работе «Микрография» (Micrographia, 1665) он описал клетки бузины, укропа, моркови, привел изображения весьма мелких объектов, таких как глаз мухи, комара и его личинки, детально описал клеточное строение пробки, крыла пчелы, плесени, мха. В этой же работе Гук изложил свою теорию цветов, объяснил окраску тонких слоёв отражением света от их верхней и нижней границ. Гук придерживался волновой теории света и оспаривал корпускулярную; теплоту считал результатом механического движения частиц вещества.

гук физика изобретение открытие

Но в особенности интересовался математикой и выказал большую способность к изобретениям по физике и механике. Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета , в котором он стал заниматься с года; он сначала стал помощником химика Виллиса, а потом известного Бойля .

Первое изображение живых клеток: рисунок из «Микрографии» Гука (1665)

В течение своей 68-летней жизни Роберт Гук, несмотря на слабость здоровья, был неутомим в занятиях, сделал много научных открытий, изобретений и усовершенствований.

Открытия

К числу открытий Гука принадлежат:

• открытие пропорциональности между упругими растяжениями, сжатиями и изгибами, и производящими их напряжениями (закон Гука),
• правильная формулировка закона всемирного тяготения (приоритет Гука оспаривался Ньютоном , но, по-видимому, не в части формулировки; кроме того, Ньютон утверждал о независимом и более раннем открытии этой формулы, которую однако до открытия Гуком никому не сообщал),
• открытие цветов тонких пластинок (то есть в конечном итоге явления интерференции света),
• идея о волнообразном распространении света (более или менее одновременно с Гюйгенсом), экспериментальное обоснование её открытой Гуком интерференцией света, волновая теория цвета,
• гипотеза о поперечном характере световых волн,
• открытия в акустике, например, демонстрация того, что высота звука определяется частотой колебаний,
• теоретическое положение о сущности теплоты как движения частиц тела,
• открытие постоянства температуры таяния льда и кипения воды,
• закон Бойля (каков здесь вклад Гука, Бойля и его ученика Ричарда Таунли (Richard Townley) - не до конца ясно),
• живая клетка (с помощью усовершенствованного им микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин "клетка" - англ. cell),
• непосредственное доказательство вращения Земли вокруг Солнца изменением параллакса звезды γ Дракона (см.Боголюбов) (во второй половине г.)

Рисунки Луны и Плеяд из «Микрографии» Гука

и многое другое.

Первое из этих открытий, как утверждает он сам в своём сочинении «De potentia restitutiva », опубликованном в , сделано им за 18 лет до этого времени, а в было помещено в другой его книге под видом анаграммы «ceiiinosssttuv », означающей «Ut tensio sic vis ». По объяснению автора, вышесказанный закон пропорциональности применяется не только к металлам, но и к дереву, камням, рогу, костям, стеклу, шёлку, волосу и проч. В настоящее время этот закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости . Что касается до прочих его открытий, то в них он не имеет такого исключительного первенства; так, цвета тонких пластинок в мыльных пузырях Бойль заметил за 9 лет ранее; но Гук, наблюдая цвета тонких пластинок гипса, подметил периодичность цветов в зависимости от толщины: постоянство температуры таяния льда он открыл не ранее членов флорентийской академии, но постоянство температуры кипения воды подмечено им ранее Ренальдини; идея о волнообразном распространении света высказана им позже Гримальди.

Идею же об универсальной силе тяготения, следуя Кеплеру , Гук имел с середины 1660-х годов, затем, ещё в недостаточно определённой форме, он выразил её в в трактате «Попытка доказательства движения Земли » , но уже в письме 6 января года Ньютону Гук впервые ясно формулирует закон всемирного тяготения и предлагает Ньютону, как математически более компетентному исследователю, строго математически обосновать его, показав связь с первым законом Кеплера для некруговых орбит (вполне вероятно, уже имея приближённое решение). С этого письма, насколько сейчас известно, начинается документальная история закона всемирного тяготения. Непосредственными предшественниками Гука называют Кеплера Борелли и Буллиальди, хотя их взгляды достаточно далеки от ясной правильной формулировки. Ньютону также принадлежат некоторые работы по тяготению, предшествовавшие результатам Гука, однако большинство самых важных результатов, о которых позднее вспоминал Ньютон, во всяком случае не было им никому сообщено.

Примечания

Ссылки

• Robert Hooke (1635-1708) Сайт, посвященный Роберту Гуку
• Michael Nauenberg homepage. Страница известного историка науки, содержащего ссылки на его статьи о вкладе Гука в теорию тяготения.
• Allan Chapman, England"s Leonardo: Robert Hooke (1635-1703) and the art of experiment in Restoration England

Литература

• В.И. Арнольд, «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук» . М., Наука, 1989 г., 96 с.
• А.Н. Боголюбов, «Роберт Гук (1635-1703)» . М.: Наука, 1984.
• L.D. Patterson, Hooke"s Gravitation Theory and Its Influence on Newton. I: Hooke"s Gravitation Theory, Isis, Vol. 40, No. 4 (Nov., 1949), pp. 327–341. Online
• L.D. Patterson, Hooke"s Gravitation Theory and Its Influence on Newton. II: The Insufficiency of the Traditional Estimate, Isis, Vol. 41, No. 1 (Mar., 1950), pp. 32–45. Online
• C. Wilson, Newton"s Orbit Problem: A Historian"s Response, The College Mathematics Journal, Vol. 25, No. 3 (May, 1994), pp. 193–200, doi:10.2307/2687647. Online
• Early Science and Medicine, Volume 10, No. 4, December 2005. Выпуск журнала, содержащего ряд статей о вкладе Гука в теорию гравитации (авторы Niccolò Guicciardini, Michael Nauenberg, Ofer Gal, Domenico Bertoloni Meli).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Роберт Гук" в других словарях:

Хук (Hooke) (1635 1703), английский естествоиспытатель, разносторонний учёный и экспериментатор, архитектор. Открыл (1660) закон, названный его именем. Высказал гипотезу тяготения. Сторонник волновой теории света. Улучшил и изобрёл многие приборы … Энциклопедический словарь

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии … Википедия

Роберт Гук (англ. Robert Hooke; Роберт Хук, 18 июля 1635, остров Уайт 3 марта 1703, Лондон) английский естествоиспытатель, учёный энциклопедист. Гука можно смело назвать одним из отцов физики, в особенности экспериментальной, но и во многих… … Википедия

- (Hooke, Robert) (1635 1703), английский естествоиспытатель. Родился 18 июля 1635 во Фрешуотере (графство Айл оф Уайт) в семье священника местной церкви. Некоторое время работал у известного художника П.Лили, посещал Вестминстерскую школу. В 1653… … Энциклопедия Кольера

Гук фамилия. Известные носители: Гук, Роберт английский физик XVIII века. Гук (другие значения) Гук (прозвище) прозвище жителей Азии, распространённое в Вооружённых силах США в XX веке. ГУК, Главное управление кинематографии в… … Википедия

ГУК (Хук) (Hooke) Роберт (1635 1703) английский естествоиспытатель, разносторонний ученый и экспериментатор, архитектор. Открыл (1660) закон, названный его именем. Высказал гипотезу тяготения. Сторонник волновой теории света. Улучшил и изобрел… … Большой Энциклопедический словарь