Практычная механіка і «Мёртвыя душы»: Мікалай Ястрэбскі
Алена Гусак
Выдавец: Навука і тэхніка
Памер: 54с.
Мінск 1992
Тут няма магчымасці падрабязна аналізаваць прану Ястрэбскага, таму спынімся толькі на двух,
30
асабліва важных раздзелах, прысвечаных дынаміцы машын і супору матэрыялаў.
Першымі ў Расіі былі даследаванні М. Ястрэбскага і па дынаміцы машын. Вынікі гэтых даследаванняў адлюстраваны ў артыкуле «Агульная тэорыя руху машын» * і ў першых двух раздзелах ягонага «Курса практычнай механікі» (частка 2). Нават просты пералік параграфаў дае ўяўленне аб вартасці гэтага твора. У першым раздзеле кнігі чатыры параграфы: выклад асноў тэорыі машын, дастасаванне пачатку жывых сіл да руху машын, галоўныя ўмовы руху машын, агульныя правілы пабудовы машын. Другі раздзел змяшчае пяць параграфаў, у якіх разглядаюцца нрывады руху, спосабы змяняць рух машыны ў час яс працы, утаймавальнікі (мадэратары)., раўнаважнікі (рэгулятары), тэорыя і пабудова махавых колаў, зачапленняў. Разглядаюцца і складавыя часткі машын, пераўтварэнне колькасці дзеяння ў карысную работу. Асноўная ўвага аддаецца дастасаванням пачатку жывых сілаў да руху машын і вываду агульнага ўраўнення руху машын, прыводзіцца яго даследаванне ў прыватных выпадках. Папярэдне разглядаюцца рознага роду сілы, якія дзейнічаюць на машыну (аўтар называе шэсць такіх сілаў).
Трэці раздзсл кнігі «Курс практычнай механікі. Ч. 2» з’яўляецца першым на рускай мове навучальным дапаможнікам па супоры матэрыялаў. Ва ўводзінах да гэтага раздзела сказана: «Матэрыялы, якія ўваходзяць у склад збудаванняў і машын, трапляюць пад уздзеянне рознага роду сілаў, адны з якіх дзейнічаюць бесперапынна, як сіла цяжару, іншыя толькі часова. Пад дзеяннем такіх сілаў кожнае цела мяняе свой выгляд: расцягваецца, сціскаецца, гнецца ці скручваецца. 3 прычыны гэтых зменаў праяўляюцца ўнутраныя, частковыя сілы, якія робяць раўнавагу вонкавым, калі гэтыя вонкавыя сілы не перасякаюць некаторых межаў; у адваротным выпадку вонкавыя сілы пераадольваюць унутраныя і разбураюць цела: раздрабляючы яго, разрываючы, ломячы ці скручваючы». Далсй гаворыцца
* Журнал путсй сообценйя. СПб., 1838. Т. 2, кн. 4. С. 24 7—281.
31
пра асноўныя задачы супору матэрыялаў: «Пытанне аб супоры матэрыялаў мае на ўвазе развязанне дзвюх галоўных задач: 1е. Вызначэнне найбольш удалай формы і параметраў цела, пры якіх яно зможа вытрымаць бяспечна працяглае дзеянне дадзеных сілаў. 2е. Вызначэнне зменаў, якія зробяць гэтыя сілы, у форме і ва ўнутраным складзе дадзенага цела. Развязанне першай задачы служыць для знаходжання формы і памераў, якія павінны мець састаўныя часткі ўсялякага збудавання ці машыны. Развязанне другой вядзе да вызначэння колькасці дзеяння, спажытага ўнутранымі частковымі сіламі, пры змене формы цела. Агульнае развязанне гэтых двух пытанняў... уяўляе вялікія цяжкасці, таму мы абмяжуемся тут разглядам толькі тых выпадкаў, якія часцей сустракаюцца ў будаўнічым майстэрстве».
Ястрэбскі адзначае далей, што часткі будынкаў і фабрычных машын у большасці выпадкаў маюць выгляд прызмаў ці цыліндраў, г. зн. целаў, папярочныя сячэнні якіх аднолькавыя па ўсёй даўжыні. 3 гэтай прычыны ён разглядае ў асноўным супор прызматычных і цыліндрычных целаў. Трэці раздзел змяшчае сем параграфаў, у якіх разглядаюцца наступныя пытанні: агульныя паняцці аб азначэнні супору матэрыялаў, супор прызматычнага бруса пад уздзеяннем сціскальнай сілы, супор прызматычных целаў пад уздзеяннем адпаведна расцягвальных, згінальных і скручвальных сілаў, дастасаванне выведзеных формул да некаторых практычных пытанняў, дастасаванне тэорыі супору матэрыялаў да вызначэння формы і памераў некаторых частак машын.
Заснавальнікам тэорыі супору матэрыялаў з’яўляецца італьянскі вучоны Галілео Галілей (1564— 1642). У 1638 годзе была падрукавана яго кніга «Гутаркі і матэматычныя доказы...», першыя дзве главы якой прысвечаны асновам супору матэрыялаў і будаўнічай механікі. Галілей вызначыў, што трываласць бруса прапарцыянальная плошчы яго папярочнага сячэння. Ён даследаваў выгін бэлькі, што ляжыць на дзвюх апорах, і трываласць пустых бэлек. Асноўны закон супору матэрыялаў адкрыў у 1660 годзе апглійскі вучоныэнцыклапедыст Раберт
32
Гук (1635—1703). Значны ўклад у вучэнне аб супоры матэрыялаў унёс Эйлер. Першы курс супору матэрыялаў надрукаваў у 1826 годзе французскі матэматык і механік Наўе. Карыстаючыся творам Наўе, Клапейрон (упершыню ў Інстытуце Корпуса інжынераў шляхоў зносін і ў Расіі наогул) у 1830 годзе ў курс пабудовы ўключыў раздзел аб супоры матэрыялаў. Гэты курс праслухаў М. Ястрэбскі, аб чым ён пісаў ва «Успамінах інжынера».
Навучальны дапаможнік М. Ястрэбскага выкарыстоўваўся ва універсітэтах Расіі пры вывучэнні курса практычнай механікі. Так, прафесар Харкаўскага універсітэта М. А. Дзячэнка (1809—1877) чытаў лекцыі па практычнай механіцы, паклаўшы ў аснову папулярную тады кнігу М. Ф. Ястрэбскага «Курс практычнай механікі» *. Прытрымліваліся дапаможніка М. Ястрэбскага пры чытанні курса практычнай механікі ў Кіеўскім і іншых універсітэтах Расійскай імперыі.
«Курс практычнай механікі» Ястрэбскага атрымаў выдатную ацэнку яго сучаснікаў — вучоных і інжынераў. Прафесар М. С. Волкаў адзначаў практычную накіраванасць кнігі, удалае спалучэнне ў ёй тэорыі і практыкі. «Адным з важнейшых вынікаў гэтага агульнакарыснага кірунку навукі было распаўсюджанне дастасаванняў пачатку жывых сіл да ўсіх пытанняў практычнай механікі. Гэтым чынам тэорыя набліжалася да практыкі, ход вылічэнняў спрасціўся і шмат якія з’явы, абумоўленыя сіламі прыроды, атрымалі здавальняльнае тлумачэнне. Твор сп. Ястрэбскага заснаваны на гэтым пачатку, які выкладзены ім вельмі ясна і проста» **. Рэцэнзент падкрэсліваў і іншыя асаблівасці кніг. «У BroHaft кнізе чытачы сустрэнуць не ўсім вядомае новаўвядзенне, зробленае ў навучальных курсах механікі некаторымі сучаснымі нам прафесарамі, якое палягае ў тым, што інерцыя, ці бяздзейнасць матэрыі, разглядаецца як сіла то супраціўляльная, то рухальная» ***.
Вось якія прыклады прыводзіў Ястрэбскі, каб
* Нсторйя механйкй в Россйй / Под ped. A. Н. Боголюбова. Кйев, 1987. С. 160.
** Волков М. С. Обт>явленйе о курсе практйческой механйкй...
/I Журнал путей сообіценйя. СПб., 1838. Т. 2, кн. 2. С. 169.
*** Там жа.
33
папулярна растлумачыць інерцыю. У кнізе «Пачатковыя асновы агульнай і прыкладной механікі» ён пісаў: «Чалавек часта атрымлівае карысць з інерцыі ўласнага цела і іншых целаў. I часцей за ўсё гэтай уласцівасцю ён карыстаецца несвядома, па звычцы. Так здараецца, калі хтосьці, жадаючы пераскочыць праз шырокі роў, адступае назад, каб разбегчыся. Скачок яго тлумачыцца ўласцівасцю інерцыі. Гэтую ўласцівасць інстынктыўна адчуваюць і жывёлы, карыстаюцца ёю ў многіх выпадках. Каму не здаралася бачыць, як спрактыкаваная ліса, віляючы, уцякае ад лепшага ганчака. Заўважыўшы немагчымасць уцячы ад пагоні, ліса кідаецца ўбок; ганчак, які хутка бег, не можа раптам спыніцца і павярнуць па новаму напрамку; у тым часе ліса адбяжыць далёка. Паўтараючы гэтыя выкрутасы некалькі разоў, яна паспявае дабрацца да бяспечнага месца...» Волкаў пісаў, што кніга ягоная ёсць самы лепшы дапаможнік па практычнай механіцы, якога толькі можна жадаць пры сучасным становішчы навукі.
ЗГІСТОРЫІ М EXAHIKI
Калі з’явіліся жорны і ветракі? * Вынаходкі старажытных механікаў * Механіка да Ньютана і пасля яго * «Продкі» паравой машыны * Паравая машына — універсальны рухавік XIX стагоддзя
М. Ястрэбскі з’яўляецца адным з першых гісторыкаў навукі і тэхнікі ў нашай краіне. Гэтымі пытаннямі ў тагачаснай Расіі мала хто займаўся. Першыя нарысы па гісторыі механікі належаць таксама М. Ястрэбскаму. Яго артыкулы «Кароткі агляд паступовага развіцця механікі ў старажытныя і найноўшыя часы» *, «Гістарычныя звесткі аб вынаходстве і паслядоўных удасканаленнях паравых машын» **, напісаныя даступна, папулярна і цікава, маглі прыцягнуць увагу шырокага кола чытачоў. Абодва артыкулы ўключаны ў яго кнігу «Пачатковыя асновы агульнай і прыкладной механікі».
Адзначым, што само слова «механіка» паходзіць ад грэчаскага mechane — механэ. Гэтым словам першапачаткова называлі пад’ёмную машыну, якая ўжывалася ў грэчаскіх тэатрах для падняцця і апускання на сцэну грэчаскіх багоў, якія павінны былі развязаць запутаны ход драмы. Адсюль паходзіць і лацінская прымаўка: deus ex machina — бог з машыны. Пазней словам mechana сталі называць ваенныя машыны, а затым і машыны наогул. Жартам можна сказаць, што грэчаская механіка нарадзілася ў тэатры.
Ястрэбскі лічыў цікавым і павучальным прасачыць за паступовымі поспехамі навукі, якая так моцна садзейнічала развіццю грамадскага дабрабыту. Вядома, што рамкі артыкула ў часопісе не
* Журнал Главного управленйя путей сообіценйя й публйчных зданйй. СПб., 1845. Km 5. С. 86—106.
** Там жа. Кн. 6. С. 146—171.
35
дазвалялі яму ўваходзіць у дэталі, таму ён абмяжоўваецца кароткім аглядам поспехаў механікі. Яшчэ больш кароткім будзе наш аповяд аб гэтых працах. Па назвах раздзелаў першага артыкула можна меркаваць аб яго змесце: механіка ў старажытных, механіка пасля адраджэння навук у Еўропе, развіццё механікі з часу адкрыцця вышэйшага аналізу, поспехі практычнай механікі.
Зазірнем і мы ў гісторыю далёкіх адкрыццяў вачамі Ястрэбскага. Пачнем з твораў славутага старажытнагрэчаскага вучонага Арыстоцеля (384— 322 гады да нашай эры), якія маюць пэўнае дачыненне да механікі. Выяўляецца, што практычныя звесткі старажытных былі даволі вялікія і разнастайныя, а тэарэтычныя веды вельмі абмежаваныя. Яны складаліся з нямногіх правіл і заўваг, без сувязей і доказаў.
М. Ястрэбскі паведамляе, дзе і калі ўпершыню сустракаюцца новыя прылады, механізмы, збудаванні. Цікава, што жорнамі, якія прыводзіліся ў рух пры дапамозе людзей ці коней, карысталіся ў Рыме ў V стагоддзі да нашай эры, а ветраныя млыны сталі вядомыя ў Еўропе толькі ў XI стагоддзі. Такія млыны інтэнсіўна будавалі яшчэ раней на Усходзе, дзе ім здаўна надавалі перавагу над вадзянымі. Для вымярэння часу ў старажытнасці ўжываліся сонечныя, вадзяныя і пясочныя гадзіннікі, ці кляпсідры. Гадзіннікі з механізмам з’явіліся ў Еўропе ў VIII стагоддзі, а кішэнныя — у XIV стагоддзі.
Распрацоўку тэарэтычных пытанняў механікі пачынаў Архімед *. Ен прапанаваў матэматычную тэорыю вагара, з якой звязана яго крылатая фраза: «Дайце мне пувкт апоры — і я перавярну ўсю Зямлю». Архімед адкрыў асноўны закон гідрастатыкі, названы потым ягоным імем. Закон Архімеда — аснова тэорыі і практыкі плавання целаў у вадкасцях і газах. Аэрастаты, дырыжаблі, падводныя лодкі будуюцца з улікам закона Архімеда. У сувязі з
КНІГІ ОНЛАЙН
