El movimiento del sol con la tierra como sistema de referencia

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1. El origen de la mecánica

(1) Objetos de investigación de la mecánica

La mecánica es una disciplina que estudia las leyes del movimiento mecánico de los objetos. El llamado movimiento mecánico se refiere al cambio de posición de un objeto con el tiempo. Por ejemplo, el movimiento de los cuerpos celestes, el flujo de la atmósfera y del agua de los ríos, el movimiento de diversos medios de transporte, el funcionamiento de diversas maquinarias, etc. El movimiento mecánico es la forma de movimiento primario más simple y básica del movimiento material, pero varias formas de movimiento complejas y avanzadas contienen esta forma de movimiento más básica. En otras palabras, la teoría sobre esta forma más simple de movimiento es la base para estudiar otras teorías de formas de movimiento y es el precursor teórico para el aprendizaje de otras disciplinas relacionadas con la física y la tecnología de la ingeniería moderna.

(2) Logros mecánicos en la antigua China

China es uno de los primeros países del mundo en entrar en el período agrícola. Durante el período de primavera y otoño y de los Estados Combatientes (772 a. C. a 221 a. C.), hace más de 2.000 años, la producción agrícola de mi país ya estaba bastante desarrollada y el uso de herramientas de hierro y maquinaria sencilla era bastante común. Palancas, poleas, ejes de ruedas, mandarinas, molinetes, etc., se han registrado claramente en el "Mo Jing" escrito por los mohistas encabezados por Mo Di, un nativo de Lu.

El estudio de las reliquias culturales desenterradas en arqueología ha confirmado que el estado de Qi en el período de primavera y otoño de mi país ya utilizaba básculas de brazos desiguales. Las básculas se calculan según el principio de palanca "fuerza brazo × peso". = brazo pesado × peso del objeto" Hay un análisis mecánico de la masa de un objeto en el "Mo Jing", por lo que es absolutamente seguro que China había descubierto el principio de palanca en ese momento, y este descubrimiento fue hace más de 200 años. antes que Arquímedes en la antigua Grecia.

El conocimiento mecánico registrado en los libros chinos antiguos es extremadamente rico. Además de la fuerza, el torque, el principio de apalancamiento, la fricción por rodadura y la ley de elasticidad, también los existe. el principio de la relatividad, los conceptos de movimiento relativo, trabajo y energía, y la conservación de la inercia y el momento angular. Discusión de la aplicación del conocimiento mecánico. Pero desafortunadamente, no se formó una teoría mecánica sistemática. (3) Los logros mecánicos de la antigua Grecia

Aristóteles (384 a. C. - 322 a. C.) y Arquímedes (287 a. C. - 212 a. C.) son representantes de la investigación de la mecánica griega antigua. >Los famosos tratados de Aristóteles "Metafísica", "Física", "Sobre Filosofía", "Herramientas", etc. son conocidos como "enciclopedias" en la historia del pensamiento griego antiguo. Los argumentos importantes en la teoría de la mecánica y la exploración de ". causas del movimiento" se encuentran entre sus obras famosas. El argumento es que la velocidad de un objeto que cae es proporcional a su peso. Aunque este argumento parece erróneo ahora, de hecho es la conclusión a la que llegó Arquímedes a través de la observación intuitiva de un gran número de movimientos Centrándose en el estudio de la estática, analizó en detalle el principio de la palanca. En el proceso de deducir el principio de la palanca, fue pionero en el uso de métodos matemáticos para estudiar problemas físicos, desempeñando así un gran papel en la promoción del desarrollo de las matemáticas. física.

Otra contribución importante de Arquímedes es la ley de flotabilidad. Además, se le ocurrió el concepto de "gravedad específica" cuando estaba probando la corona de oro para King Hero. , pero en términos de métodos de investigación, se centra principalmente en la observación directa de la naturaleza y la abstracción y el razonamiento simples, y a menudo es especulativo

(4) El comienzo de la mecánica moderna

. Alrededor del siglo XII d.C., los árabes introdujeron la cultura griega y los cuatro principales inventos de China en Europa. En los siglos XIV y XV, surgieron los primeros brotes del capitalismo en algunas ciudades de la costa mediterránea, lo que condujo a la prosperidad de la construcción naval y. La minería. La industria, la producción de armas de pólvora, etc. se han desarrollado mucho. El desarrollo de la producción capitalista requiere que la ciencia proporcione los materiales e instrumentos correspondientes, lo que impulsó en gran medida el desarrollo de la ciencia. a finales del siglo XV, la tendencia ideológica del movimiento se extendió por toda Europa, defendiendo los derechos humanos y oponiéndose a la teocracia, y dando importancia a la experiencia práctica se convirtió en la base ideológica y cognitiva para el despegue de la ciencia; Uno de los representantes fue Leonardo da Vinci. Es famoso en el mundo de la pintura por su obra maestra "Mona Lisa", y también fue un científico e inventor. Su cuaderno científico ilustrado "Leicester Codex" también propuso sifones, martinetes, compuertas contra inundaciones y el uso de herramientas de respiración Independientemente del método de buceo bajo el agua y la idea de presas de control de inundaciones, estos conocimientos son completamente consistentes con los principios científicos actuales, 500 años después.

Después del Renacimiento, la mecánica comenzó a convertirse en una disciplina independiente a medida que el desarrollo de la tecnología de producción proporcionó herramientas experimentales, se fueron estableciendo gradualmente métodos científicos de observación y experimentación. Especialmente a mediados del siglo XVII, gracias a las destacadas investigaciones de muchos científicos famosos, entre ellos Galileo, Descartes, Huygens y Newton, se establecieron la cinemática y la dinámica, sentando así una base sólida para el desarrollo de la mecánica moderna.

2. Principios básicos de la cinemática

(1) Medición del espacio y el tiempo

Los objetos se mueven en el espacio y el tiempo, es decir, las leyes del movimiento de los objetos. consulte La regularidad con la que la posición de un objeto en el espacio cambia con el tiempo. Por lo tanto, para estudiar cuantitativamente las leyes del movimiento de los objetos, es necesario medir el tiempo y el espacio, lo que requiere estándares de medición altamente consistentes.

El estándar de medida de longitud es el metro. La definición internacional del metro estándar de longitud ha sido estipulada formalmente en tres ocasiones. En octubre de 1983, la 17ª Conferencia Internacional sobre Pesos y Medidas adoptó: El metro es la longitud de la distancia recorrida por la luz en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 segundos. Este punto de referencia utiliza el principio de invariancia de la velocidad de la luz. La teoría de la relatividad de Einstein.

La base de medición del tiempo comenzó a utilizar como unidad base de tiempo 1/86 400 del día solar promedio, a lo que se denominó segundo. Debido a que la velocidad de rotación de la Tierra se está desacelerando gradualmente, no es un reloj ideal. Por lo tanto, la gente redefinió el segundo en 1956 como 1/3l 556 925.974 7 del año tropical (año solar) en 1900. En 1967, la 13ª Conferencia Internacional sobre Pesos y Medidas estipuló que 1 segundo es el intervalo entre los dos niveles de energía hiperfinos. del átomo de cesio La transición corresponde a 9192 631 770 veces el período de radiación. La precisión de este punto de referencia alcanza 10-12 a 10-13.