Проектирование и строительство домов

Проектирование и строительство домов

Закон Гука. Формула

Великобритания

Английский механик и естествоиспытатель, один из основателей Лондонского королевского общества . Иногда его называют «отцом экспериментальной физики».

В 1662 году Роберт Гук был назначен куратором экспериментов при только что основанном Королевском обществе , а в 1677–1683 годах занимал пост секретаря этого общества.

«В 1662 году Карл II утвердил устав Королевского Общества - не первой, но самой могучей Академии Наук в обновлённой Европе. Её основали учёный граф Роберт Бойль и королевский духовник Джон Валлис, королевский архитектор Кристофер Рен и неутомимый экспериментатор Роберт Гук .

В чём же эти лидеры научного Возрождения превзошли своих итальянских коллег и предшественников?

Никто из учёных англичан не может ещё сравниться с Галилеем или Кеплером. Но те гении были одиночками: всю жизнь они скитались по Европе в поисках очередного мецената или в бегстве от очередных властителей. Английских учёных это не заботит: уверенные в самостоятельном процветании, они призывают под своё знамя каждого естествоиспытателя, независимо от его веры, национальности или происхождения.
Лучше бы ему, конечно, знать латынь. Но если очередной умелец-экспериментатор не силён в латыни (подобно Антону Левенгуку из Голландии) - Королевское Общество найдёт переводчиков для его статей, найдёт и демонстраторов, способных повторить его эксперименты.

Ибо Опыт есть главная ценность в новой науке; Королевское Общество выбрало своим девизом «Nullius in Verba» - «Ничего на словах!» […].

... Роберт Гук - сын бедного священника и секретарь Королевского Общества, обязанный по долгу службы воспроизводить на заседаниях все опыты, сообщения о которых поступали в Общество.

Справиться с этой задачей мог только гениальный экспериментатор и инженер-изобретатель; к счастью, Гук был таким.

Не будучи профессиональным астрономом, он открыл в 1664 году двойную звезду (вторую - в истории астрономии). Гук первый исследовал упругость физических тел - и построил первые пружинные часы, более точные, чем маятниковые часы Гюйгенса . Увлекшись (как и Левенгук ) микроскопическими исследованиями, Гук впервые обнаружил клеточное строение растительных тканей - но наблюдать внутреннюю жизнь клетки он ещё не мог».

Смирнов С.Г., Годовые кольца истории, М., «Языки русской культуры, 2000 г., с. 198-200.

«Роберт Гук имел должность «куратора экспериментов», в чьи обязанности входило еженедельно докладывать собравшимся на заседание членам о новом законе природы (общество не требовало от Гука его открывать, но быть в курсе последних достижений он был должен) и демонстрировать его. При этом оттачивалось искусство наглядной демонстрации, выяснялись условия воспроизводимости, а публичный показ давал возможность обсудить интерпретации увиденного, сравнить восприятие, убрать случайности видения. Но и одновременно выстраивался и реализовывался привычный нам идеал научности: сущностные характеристики должны быть воспроизводимо демонстрируемы (иначе просто не о чем говорить), а учёный должен обращать внимание именно на них, отбрасывая случайное.
Ещё раз подтверждалось убеждение Бэкона , что познание не может не быть организованным: только лаборатория плюс публичная демонстрация обеспечивали возможность прикоснуться (в буквальном смысле) к сути дела, добраться до неё благодаря собственной активности. При этом как искусство постановки опытов, так и схемы видения и анализа увиденного изменялись и усовершенствовались так, чтобы та сторона «природы вещей», которая обнажалась в опытах (механический, тепловой, химический аспект), выявлялась бы всё рельефнее.
Бойль об этом писал так: новая наука предполагает «физическую активность». А Гук в своей «Микрографии» высказывал такое понимание: экспериментальное исследование - это разборка машины природы на её элементарные действующие части, их изучение, дающее возможность новых сборок».

Копылов Г.Г., Трансформация схем познания в ходе формирования новых наук (1620–1750), Том III, в Сб.: Методология: вчера, сегодня, завтра, Том II, М., «Школа Культурной Политики», 2005 г., с. 428.

В 1665 году Роберт Гук в работе Микрография / Micrographia ввёл термин «клетка» и описал клетки: бузины, укропа, моркови и т.п.

«На заседании Королевского общества 3 мая 1666 г. Роберт Гук заявил: « Я намерен изложить систему мира, весьма отличающуюся от всех до сих пор предложенных; она основывается на следующих трёх положениях:

I. Все небесные тела не только обладают тяготением своих частей к их собственному общему центру, но притягиваются и взаимно одно к другому внутри их сфер действия.

II. Все тела, совершая простое движение, будут продолжать двигаться по прямой линии, если только они не будут постоянно отклоняться от неё некоторой внешней силой, побуждающей их описывать окружность, эллипс или какую-либо иную кривую.

III. Это притяжение тем больше, чем тела ближе. Что же касается отношения, в котором эти силы уменьшаются с увеличением расстояния, то я сам (как он сообщает) не определил его, хотя и проделал с этой целью некоторые эксперименты. Предоставляю сделать это другим, у которых найдется для этой задачи достаточно времени и знаний»).

Мы видим, что Гук имел ясное представление о всемирном тяготении, хотя ему и недоставало математических познаний, чтобы доказать законы Кеплера ».

Тимошенко С.П., История науки о сопротивлении материалов, М., «Комкнига», 2006 г., с. 29.

«Это был человек с оригинальной фантазией и изобретательностью. Живость ума, связанная с крайней неустойчивостью характера, отсутствием выдержки и настойчивости и болезненным самолюбием, была поистине роковой для Гука.
Почти ни одно его изобретение, ни одна идея, ни одни опыт не доводились до конца, а бросались на полдороге. Возникали непрерывные недоразумения, обиды, зависть, споры из-за приоритета, заполнившие жизнь Гука.
Почти всякий талантливый учёный-современник становился врагом Гука, потому что деятельность Гука в науке и технике была столь разносторонней, что постоянно приходилось затрагивать вопросы, так или иначе им изучавшиеся; поэтому разгорались споры о приоритете и даже плагиате.
Постоянная торопливость в работе и незнакомство с литературой нередко приводили Гука к открытию уже известных фактов.
Некоторые биографы, повторяя ошибку самого Гука, обвиняли последнего в сознательном плагиате. Оснований для этого мало. Гук был настолько талантлив и разносторонен, что не приходится сомневаться в оригинальности и самостоятельности большинства его опытов, идей и изобретений. […]
В 1935 г. издан большой дневник Гука, охватывающий восемнадцать лет (1662-1680). Дневник состоит из очень кратких записей, по которым, однако, можно судить о разнообразии занятии и интересов Гука, об обществе, в котором он вращался. Общительность Гука отразилась хотя бы в том, что в его дневнике упоминается свыше сотни кофеен и трактиров, посещавшихся им.
Ясно, что по складу своего ума, жизни и характеру Гук был прямым антиподом настойчивому, замкнутому, терпеливому Ньютону с его исключительной выдержкой, способностью проводить работу до конца и выжидать публикации работ целыми десятилетиями, математически точным умом и щепетильной аккуратностью в эксперименте».

Вавилов С.И., Иссак Ньютон, М., «Наука», 1989 г., с. 64-66.

«Любопытный эпизод: мне нужен был портрет Гука - современника Ньютона , который написал книгу об основах микроскопии «Микрография». Ищу в литературе - нигде портрета Гука нет.
Хотя иконография Ньютона - его современника - содержит 37 портретов. А Гука - нет.
Я написал в Лондонское Королевское общество, которое Гук основал. Мне ответили, да, действительно, портретов Гука нигде нет, ни скульптурных, ни живописных, потому что когда тот умер, Ньютон , который в то время был президентом Королевского общества, велел все его портреты сжечь.
Пришлось поместить вместо портрета Гука титульный лист его сочинения.
Ньютон вообще был несносным человеком: не терпел никого рядом с собой.
Поэтому не создал школы, был один - и всё. Это привело к тому, что английская наука после Ньютона пришла в упадок на весь XVIII век».

Закон пропорциональности удлинения пружины приложенной силе был открыт английским физиком Робертом Гуком (1635-1703г.)

Научные интересы Гука были столь широки, что он часто не успевал доводить свои исследования до конца. Это давало повод к острейшим спорам о приоритете в открытии тех или иных законов с крупнейшими учеными (Гюйгенс, Ньютоном и др.). Однако закон Гука был настолько убедительно обоснован многочисленными периментами, что тут приоритет Гука никогда не оспаривался.

Теория пружины Роберта Гука:

В этом и состоит закон Гука!


РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Определить жесткость пружины, которая под действием силы 10 Н удлинилась на 5 см.

Дано:
g = 10 H/кг
F = 10H
X = 5см = 0,05м
Найти:
k = ?

Груз находится в равновесии.

Ответ: жесткость пружины k = 200H/м.


ЗАДАЧА НА "5"

(сдаем на листочке).

Объясните, почему безопасен прыжок акробата на сетку батута с большой высоты? (призываем на помощь Роберта Гука)
С нетерпением жду ответа!


МАЛЕНЬКИЙ ОПЫТ

Поставьте вертикально резиновую трубку, на которую предварительно туго надето металлическое кольцо, и растяните трубку. Что при этом произойдет с кольцом?



Динамика - Класс!ная физика

В 1678 г. вышла из печати его работа “De potentia restitutiva or of spring” (О восстановительной способности или об упругости). В ней содержатся результаты проведенных Гуком опытов с упругими телами. Это был первый печатный труд, в котором рассматривались упругие свойства материалов. Относительно выполнения самих экспериментов он дает следующие указания: “Возьмите проволочную струну 20, 30 или 40 футов длиной, крепите ее в верхней части гвоздем, а к нижнему концу подвесьте чашку весов для нагрузки (разновесов). Затем измерьте циркулем расстояние от дна чашки до земли или пола и запишите это расстояние; далее положите в названную чашку гири, измерьте несколько раз удлинения названной струны и запишите их. Затем сравните несколько таких удлинений той же струны, и вы найдете, что они всегда будут относиться друг к другу так же, как вызвавшие их нагрузки”. Гук описывает также опыты с винтовыми и спиральными пружинами, в частности часовыми, а такж& с “бруском сухой древесины, который изгибается и возвращается в первоначальное состояние, если одним концом его укрепить в горизонтальном положении, к другому же концу подвешивать нагрузки, прогибающие его вниз”. Он не только исследует прогибы такой консоли, но рассматривает и деформации продольных ее волокон и приходит к весьма важному заключению, что на выпуклой поверхности волокна при изгибе растягиваются, на вогнутой-сжимаются. Из всех этих экспериментов Гук извлекает важное заключение. “Совершенно очевидно, что правило или закон природы для всякого упругого тела состоит в том, что его сила или способность восстанавливать свое естественное состояние всегда пропорциональны той мере, на которую оно выведено из этого своего естественного состояния, совершено ли это путем его-разрежения, отделения его частей одна от другой или же путем сгущения или уплотнения этих частей. И наблюдать это можно не только в рассмотренных выше телах, но и во всех каких бы то ни было упругих телах, будь то металлы, дерево, каменные породы, кирпич, волос, рог, шелк, кости, мышцы, стекло и т. п. При этом имеют значение та или иная форма изгибаемого тела, а также тот или иной, выгодный или невыгодный, способ его изгибания. Исходя из этого принципа, легко можно будет вычислять силу луков, а также баллист или катапульт, находивших применение у древних... Легко будет вычислить и необходимое сопротивление-пружины для часов... На той же основе легко объяснить изохронные колебания пружины или натянутой струны, а также однородность звука, производимого теми струнами,"колебания которых достаточно быстры для того, чтобы произвести доступный слуху звук. Этим же объясняется, по-видимому, почему пружина, присоединенная к балансиру часов, выравнивает его колебания, когда они бывают то большими, то меньшими... Пользуясь тем же законом, легко было бы устроить Философские весы, чтобы определять вес любого тела без применения гирь... Такие весы я изобрел для того, чтобы исследовать притяжение тел к центру земли, иначе говоря, выяснить, не теряют ли тела на большом удалении от центра земли несколько в своей силе тяготения к центру земли...”.

Опыт Роберта Гука (1660г.) Роберт Гук () Цель опыта: установить закономерность между деформацией и нагрузкой для твердых тел Р.Бойль (1658г.) Опыты в области механики жидкости и газа Р. Гук (1660г.) Опыт с пружиной и грузиками Опорный конспект




1. Подвесить пружину одним концом к гвоздю 2. К другому концу пружины подцепить чашку весов, на неё - грузик 3. Подвешивая несколько грузов, пронаблюдать, на какую длину каждый из них растянет спираль сверх длины, до которой ее растянул собственный вес Опорный конспект Порядок проведения опыта




"Совершенно очевидно, что правило или закон природы для всякого упругого тела состоит в том, что его сила или способность восстанавливать свое естественное состояние всегда пропорциональна той мере, на которую оно выведено из этого естественного состояния, совершено ли это путем его растяжения, отделения его частей одна от другой или же путем сгущения или уплотнения этих частей" Опорный конспект Объяснение результатов опыта Р.Гуком Роберт Гук


При сжатии тела межмолекулярное расстояние уменьшается, начинают преобладать силы отталкивания, при растяжении тела всё происходит наоборот; Таким образом, сила упругости всегда возникает при деформации тела, направлена противоположно деформации и стремится вернуть тело в начальное состояние Опорный конспект Объяснение результатов опыта


Краткая биографическая справка Роберт Гук - английский ученый- энциклопедист, естествоиспытатель, член Лондонского королевского общества. Учился в Оксфордском университете. Научное творчество Гука охватывает многие разделы естествознания. В 1665 издал книгу «Микрография. Открыл (1660) закон пропорциональности между силой, приложенной к упругому телу, и его деформацией. Установил постоянные термометра - точки таяния льда и кипения воды. Построил первый воздушный насос и различные приборы, работал над проектами летательных аппаратов. По его проектам было построено много зданий. Опорный конспект


Соглашение

Правила регистрации пользователей на сайте "ЗНАК КАЧЕСТВА":

Запрещается регистрация пользователей с никами подобными: 111111, 123456, йцукенб, lox и.т.п;

Запрещается повторно регистрироваться на сайте (создавать дубль-аккаунты);

Запрещается использовать чужие данные;

Запрещается использовать чужие e-mail адреса;

Правила поведения на сайте, форуме и в комментариях:

1.2. Публикация в анкете личных данных других пользователей.

1.3. Любые деструктивные действия по отношению к данному ресурсу (деструктивные скрипты, подбор паролей, нарушение системы безопасности и т.д.).

1.4. Использование в качестве никнейма нецензурных слов и выражений; выражений, нарушающие законы Российской Федерации, нормы этики и морали; слов и фраз, похожих на никнеймы администрации и модераторов.

4. Нарушения 2-й категории: Наказываются полным запретом на отправления любых видов сообщений сроком до 7 суток. 4.1.Размещение информации, подпадающей под действие Уголовного Кодекса РФ, Административного Кодекса РФ и противоречащей Конституции РФ.

4.2. Пропаганда в любой форме экстремизма, насилия, жестокости, фашизма, нацизма, терроризма, расизма; разжигание межнациональной, межрелигиозной и социальной розни.

4.3. Некорректное обсуждение работы и оскорбления в адрес авторов текстов и заметок, опубликованных на страницах "ЗНАК КАЧЕСТВА".

4.4. Угрозы в адрес участников форума.

4.5. Размещение заведомо ложной информации, клеветы и прочих сведений, порочащих честь и достоинство как пользователей, так и других людей.

4.6. Порнография в аватарах, сообщениях и цитатах, а также ссылки на порнографические изображения и ресурсы.

4.7. Открытое обсуждение действий администрации и модераторов.

4.8. Публичное обсуждение и оценка действующих правил в любой форме.

5.1. Мат и ненормативная лексика.

5.2. Провокации (личные выпады, личная дискредитация, формирование негативной эмоциональной реакции) и травля участников обсуждений (систематическое использование провокаций по отношению к одному или нескольким участникам).

5.3. Провоцирование пользователей на конфликт друг с другом.

5.4. Грубость и хамство по отношению к собеседникам.

5.5. Переход на личности и выяснение личных отношений на ветках форума.

5.6. Флуд (идентичные или бессодержательные сообщения).

5.7. Преднамеренное неправильное написание псевдонимов и имен других пользователей в оскорбительной форме.

5.8. Редактирование цитируемых сообщений, искажающее их смысл.

5.9. Публикация личной переписки без явно выраженного согласия собеседника.

5.11. Деструктивный троллинг - целенаправленное превращение обсуждения в перепалку.

6.1. Оверквотинг (избыточное цитирование) сообщений.

6.2. Использование шрифта красного цвета, предназначенного для корректировок и замечаний модераторов.

6.3. Продолжение обсуждения тем, закрытых модератором или администратором.

6.4. Создание тем, не несущих смыслового наполнения или являющихся провокационными по содержанию.

6.5. Создание заголовка темы или сообщения целиком или частично заглавными буквами или на иностранном языке. Исключение делается для заголовков постоянных тем и тем, открытых модераторами.

6.6. Создание подписи шрифтом большим, чем шрифт поста, и использование в подписи больше одного цвета палитры.

7. Санкции, применяемые к нарушителям Правил Форума

7.1. Временный или постоянный запрет на доступ к Форуму.

7.4. Удаление учетной записи.

7.5. Блокировка IP.

8. Примечания

8.1.Применение санкций модераторами и администрацией может производиться без объяснения причин.

8.2. В данные правила могут быть внесены изменения, о чем будет сообщено всем участникам сайта.

8.3. Пользователям запрещается использовать клонов в период времени, когда заблокирован основной ник. В данном случае клон блокируется бессрочно, а основной ник получит дополнительные сутки.

8.4 Сообщение, содержащее нецензурную лексику, может быть отредактировано модератором или администратором.

9. Администрация Администрация сайта "ЗНАК КАЧЕСТВА" оставляет за собой право удаления любых сообщений и тем без объяснения причин. Администрация сайта оставляет за собой право редактировать сообщения и профиль пользователя, если информация в них лишь частично нарушает правила форумов. Данные полномочия распространяются на модераторов и администраторов. Администрация сохраняет за собой право изменять или дополнять данные Правила по мере необходимости. Незнание правил не освобождает пользователя от ответственности за их нарушение. Администрация сайта не в состоянии проверять всю информацию, публикуемую пользователями. Все сообщения отображают лишь мнение автора и не могут быть использованы для оценки мнения всех участников форума в целом. Сообщения сотрудников сайта и модераторов являются выражением их личного мнения и могут не совпадать с мнением редакции и руководства сайта.