力学

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力学

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力学(源自古希腊语:μηχανική, mēkhanikḗ, lit. of machines)是数学和物理学领域,研究物理对象之间的力、物质和运动之间的关系。 施加到物体上的力会导致位移,或物体相对于其环境的位置发生变化。

这个物理学分支的理论阐述起源于古希腊,例如亚里士多德和阿基米德的著作(参见经典力学的历史和经典力学的时间轴)。 在近代早期,伽利略、开普勒、惠更斯和牛顿等科学家为现在所谓的经典力学奠定了基础。

作为经典物理学的一个分支,力学处理静止或以远低于光速速度运动的物体。 它也可以定义为处理不在量子领域的物体的运动和力的物理科学。

历史

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古代

古希腊哲学家是最早提出抽象原则支配自然的哲学家之一。 古代力学的主要理论是亚里士多德力学,尽管在伪亚里士多德力学问题中揭示了另一种理论,通常归因于他的一个继任者。

还有另一个传统可以追溯到古希腊人,在那里数学被更广泛地用于静态或动态地分析物体,这种方法可能受到毕达哥拉斯学派 Archytas 先前工作的启发。 这一传统的例子包括伪欧几里得(论天平)、阿基米德(论平面平衡、论浮体)、英雄(机械论)和帕普斯(收藏,第八册)。

中世纪

在中世纪,亚里士多德的理论受到许多人的批评和修改,从 6 世纪的约翰·菲洛波努斯开始。 一个核心问题是射弹运动,喜帕恰斯和菲洛波努斯对此进行了讨论。

波斯伊斯兰博学家 Ibn Sīnā 在 The Book of Healing (1020) 中发表了他的运动理论。 他说,推动力是由投掷者赋予弹丸的,并认为它是持久的,需要空气阻力等外力来消散它。 Ibn Sina 区分了“力”和“倾角”(称为 mayl),并认为当物体与其自然运动相反时,物体会获得 mayl。 因此他得出结论,运动的持续性归因于转移到物体的倾斜度,并且该物体将一直运动直到 mayl 耗尽。 他还声称,真空中的抛射物除非受到作用,否则不会停止,这与牛顿xxx运动定律一致。

12 世纪的犹太-阿拉伯学者 Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi(出生于巴格达的伊拉克人 Nathanel)在关于物体受恒定(均匀)力作用的问题上指出,恒定的力赋予恒定的加速度 . 根据 Shlomo Pines 的说法,al-Baghdaadi 的运动理论是对亚里士多德基本动力定律 [即恒定的力产生匀速运动] 的最古老的否定,[因此是一种] 模糊的预测 经典力学基本定律[即,持续施加的力会产生加速度]。

14 世纪的法国牧师让·布里丹 (Jean Buridan) 受到伊本·西纳 (Ibn Sina) 和巴格达迪 (al-Baghdaadi) 等早期作家的影响,发展了冲量理论,后来发展成为现代惯性、速度、加速度和动量理论。 这项工作和其他工作是在 14 世纪的英国由 Thomas Bradwardine 等牛津计算器开发的,他们研究并制定了有关落体的各种定律。 物体的主要特性是匀加速运动(如落体)的概念是由 14 世纪的牛津计算器提出的。

近代早期

近代早期的两个中心人物是伽利略·伽利莱和艾萨克·牛顿。 伽利略关于他的力学,特别是落体力学的最后陈述是他的两门新科学(1638 年)。 牛顿 1687 年的 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 使用新发展的微积分数学并提供了牛顿力学的基础,提供了力学的详细数学说明。

力学

关于各种思想的优先顺序存在一些争议:牛顿的《原理》无疑是开创性的著作,具有巨大的影响力,如果没有微积分的发展,其中的许多数学结果不可能更早地陈述出来。 然而,许多想法,特别是与惯性和落体有关的想法,是由克里斯蒂安·惠更斯 (Christiaan Huygens) 和鲜为人知的中世纪前辈等早期学者提出的。 精确的信用有时是困难的或有争议的,因为科学语言和证明标准发生了变化,所以中世纪的陈述是否等同于现代陈述或充分证明。

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  4. 中世纪
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