中国科学技术史中的力学
中国力学科技发展史及现状观察报告
中国力学科技发展史及现状观察报告中国力学的滥觞可追溯到公元前1000年的商代。
商代音律发展十分良好,由此引申的力学概念五度协和音程也随之出现。
后来中国古代提出“兼爱”“非攻”的墨子及其弟子解释力的概念与杠杆平衡。
之后,力学发展一直是以民间工匠的智慧作为寄托,未能形成体系,只在《梦溪笔谈》、《天工开物》、《营造法式》等书籍中以经验总结的形式篆述。
1860年以来,随着中国近代的觉醒,力学在西方知识体系与思想的冲击下也有了进一步的发展,京师同文馆首次开设有关力学的教程,而后各小学也纷纷引入,中国力学教育开始有了新的气象。
1909年,冯如造出中国人的第一架飞机,詹天佑主持修建的京张铁路通车。
1912年,罗忠忱回国,开创工程力学的教学,明年,理论力学课程开设。
1932年,商务印书馆出版一系列力学书籍,如《应用力学》(徐骥)、《水力学》(张含英)、《工程力学》(陆志鸿)等。
在有力的教育改革下,茅以升、周培源、钱学森、钱伟长、李四光等一系列在国际上有着广泛影响的力学泰斗们涌现出来,为我国近现代力学的发展作出了巨大贡献。
新中国成立,没有了战火摧残,力学科蓬勃发展。
1951年,中国船舶模,型试验研究所在上海成立,52年,中国科学技术大学组建力学研究室,同年,周培源设立我国第一个力学专业,数学力学系力学专业。
中国科学院于54年与56年分别成立土木建筑研究所和力学研究所。
此后,中国土地上,各式样各级别的有关力学的学院、研究所等科研单位如雨后春笋,一个个钻出地面。
55年归国的钱学森及四、五十年代回国的物理学专家们为这些新近成立的单位注入的充满活力的血液。
改革开放后,各类力学报刊创立,如《力学与实践》、《空气动力学学报》、《固体力学学报》、《爆炸与冲击》、《工程力学》、《实验力学》等。
同时加强了国内国外有关力学的研究成果。
1980年,中国空气动力学会成立。
81年,国际有限元会议在合肥召开。
83年,中、日、美生物力学国际会议在武汉召开,第二届亚洲流体力学回忆在北京召开。
探秘中国古代的力学原理
探秘中国古代的力学原理在中国古代,力学原理作为一门学科已经有着悠久的历史。
它不仅是科学研究的一部分,也是古代工程建设和技术发展的基础。
本文将探讨中国古代的力学原理,并深入研究其基本概念、发展历程以及对古代社会的影响。
一、力学原理的基本概念在中国古代,力学原理是研究物体力学性质及其作用规律的科学。
古代学者通过对物体受力情况的观察和实验探索,总结出了一系列基本概念,如力、质量、加速度等。
这些概念为后来的力学理论奠定了基础。
力学原理的核心概念之一是力。
古代学者认识到力是一种物体之间相互作用的结果,它可以改变物体的状态,包括位置、速度和方向等。
他们通过观察物体的运动和受力情况,总结出了不同类型的力,如重力、弹力和摩擦力等。
另一个重要的概念是质量。
古代学者认为,质量是物体固有的属性,是物体对外部力的抵抗能力的度量。
他们还发现,质量越大,物体对外力的抵抗越强,即加速度越小。
加速度是古代力学原理中的另一个关键概念。
在物体受力作用下,它的加速度与施力的大小和方向成正比,与物体的质量成反比。
这个发现不仅揭示了物体运动的规律,也帮助古代工程师设计建筑物和工具时更加准确地估计受力情况。
二、力学原理的发展历程中国古代力学原理的研究可以追溯到战国时期。
在这个时期,古代学者开始关注各种物体的运动和力的作用规律。
其中,著名的学者墨子提出了“翌而后飞”和“下心而后能控”等观点,强调物体运动和受力的规律。
随着时间的推移,力学原理的研究逐渐得到了发展和完善。
汉代的张衡提出了用水力驱动装置的设计思想,为后来的机械工程师提供了重要的借鉴。
唐代的韩信生致力于研究物体的平衡和运动规律,对后来的力学发展产生了深远的影响。
在宋代,中国古代力学原理达到了一个新的高峰。
数学家李冶撰写了著名著作《天工开物》,详细介绍了物体运动和受力的规律。
他提出了重力、浮力和钟摆等概念,并运用数学方法进行了详细的计算和分析。
这个著作不仅在中国古代有很高的学术价值,也对世界力学史产生了深远的影响。
中国古代文明中的力学
中国古代文明中的力学
中国古代文明中的力学源远流长,早在先秦时期就有着深厚的积
累和理论化。
中国古代力学理论在科学史上有着举足轻重的地位,与
欧洲古代数学、物理、哲学等领域一样,是人类智慧的结晶。
在中国古代,力学主要涉及天文学、建筑学和机械工程等方面,
是科学技术取得的成就之一。
早在公元前3世纪的战国时期,就有著
名的“兵家之学”。
兵家之学是中国古代战争学派的总称,其理论中
包括了很多力学的基本概念,比如势、动、张力、力规律等。
其中,《孙子兵法》是中国兵器战争著作的代表之一,它当中集中论述了兵
器对力学理论的贡献。
汉代时期,伟大的科学家张衡发明了世界上第一台浑天仪,此时
的力学首次以物理学形态呈现。
丝绸之路的开辟让中国古代力学学派
坚持自身优势,借鉴外来科技,自身科技得到了长足的发展。
唐代张
载和宋代苏颂等著名学者为中国古代力学理论的发展做出了重要贡献。
中国的古代力学理论对于古代建筑的发展也有着极大作用。
在宏
伟的古代工程建筑——长城、颐和园、兵马俑等古代建筑群中,不仅
有着完美的建筑构造和技术实现,更有着严密的运用力学原理和物理学知识。
其中一些概念,如杠杆原理、重心平衡等理论,到今天仍对建筑各个领域有着巨大的影响。
总之,中国古代文明中的力学理论和实践成就不容小觑。
在这个长达几千年的文明史上,人们总是通过不断实践改善,使得科学技术在不断迈向更高的顶峰。
中国古代力学成就在这其中扮演了一定的角色,对于我们了解古代文化和认识科技发展史有着举足轻重的地位。
中国古代力学
中国古代力学力学知识起源于古代人对自然现象的观察和消费劳动中的理论经历,并逐步开展为消费技术和初步的自然哲理。
一、杠杆与平衡战国时期大思想家庄周(369-286BC)在?庄子·外篇·天地?中有一那么故事:“子贡南游于楚,反于晋。
过汉阴,见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,搰搰呼用力甚多而见功寡。
子贡曰:‘有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲呼?’为圃者仰而视之曰:‘奈何?’曰:‘凿木为机,后重前轻,掣水假设抽,数如泆汤,其名为槔’〞在?庄子·天运篇?中又说:“颜渊问师金曰:‘子独不见夫桔槔呼?引之那么俯,舍之那么仰。
’〞从这些描绘,可见到庄子时代已普遍用一种类似杠杆的提水工具桔槔了。
大约在同一时期大思想家墨翟在他的著作?墨经?中记载了杠杆平衡的定量原理。
他的理论简述如下:在?经下?一章中说:“天(衡)而必正,说在得。
〞在?经说下?一章中说:“衡,加重于其旁,必捶。
权、重,相假设也相衡。
那么本短标长,两加焉,重相假设,那么标必下,标得权也。
〞在这几句话中,“衡〞是秤杆;“权〞是秤锤;“捶〞字通“垂〞字;“标〞即“末〞,亦即秤杆细小的一端。
二、做功的应用滑轮,古代人称它“滑车〞。
应用一个定滑轮,可改变力的方向;应用一组适当配合的滑轮,可以省力。
滑轮的另一种形式是辘轳。
把一根短圆木固定于井旁木架上,圆木上缠绕绳索,索的一端固定在圆木上,另一端悬吊水桶,转动圆木就可提水。
只要绳子缠绕得当,绳索两端都可悬吊木桶,一桶提水上升,另一桶往下降落,这就可以使辘轳总是在做功。
三、惯性原理在春秋末年的著作?考工记?有“马力既竭,輈犹能取也〞的描绘。
意思是说,在马拉车时,马不走了,即马对车不施力了,车子还有前进的趋势,或即车子还可以前进一小段路。
从历史上看科学技术教学中的力学
从历史上看科学技术教学中的力学来源:武际可科学网博客,作者:武际可教授,北京大学力学系。
✕✕本文从历史事件中讨论力学在培养科学技术人才的重要性,首先讨论力学在科学技术中的地位,然后从教学的角度研究若干著名大学中力学教学以及力学著名教材的形成。
✕✕1名人谈力学的重要性美国印第安那大学的牛頓学专家(历史系,科学史/科学哲学系教授)R.S.Westall 在他所著的《近代科学的建构》一书的开始说:“两个主题统治着17世纪的科学革命――柏拉图、毕达哥拉斯的传统和机械论哲学。
柏拉图和毕达哥拉斯的传统以几何关系来看待自然界,确信宇宙是按照数学秩序原理建构的;机械论哲学则确信自然是一架巨大的机器,并寻求解释现象后面隐藏着的机制。
”[1]在俄罗斯莫斯科大学力学数学系的介绍中有以下一句话:“数学永远是精密自然科学的基础,而与之同时力学是所有技术科学的基础和认识自然规律的基本工具。
”德国物理学家亥姆霍兹 (Hermann von Helmholtz1821-1894) 说:“一切自然科学的最后目的,是把自己变成力学。
”“只要把自然现象归结为简单的力这件事完成了,并证明了自然现象只能这样来归结,那么科学的任务将就此终结了。
”[2]俄罗斯力学界茹可夫斯基 (1847-1921)说:“力学发展的一条道路是从伽利略开始,继之者是牛顿、拉格朗日、雅科比;另一条路也是从伽利略开始,继之者为惠更斯、班琐(Louis Poinsot,1777-1859)(班琐先后是法国综合工科学校学生、教师、管理人员,力偶是他最早引进的)。
我现在更赞成后一条道路因为它更符合力学的本质。
”[3]我国著名力学家周培源说:“力学是关于物质宏观运动规律的科学。
”[4]我国著名力学家谈镐生说:“数、理、化、天、地、生中的五大科学可以统一归纳为“物理科学”。
力学当然就是物理科学的共同基础。
而数学则是物理科学和所有科学的共同工具。
”[5]我国著名力学家钱伟长说:“力学既是应用性很强的技术科学,更是一个深藏玄机的基础科学,我们对当时一些人鼓吹的“力学是纯粹的工类学科”的错误观点嗤之以鼻,予以严正批驳。
中国力学的发展史 简介
中国力学的发展史中国力学的发展史是一个漫长而丰富多彩的过程,它与中国古代的科学、技术、文化和哲学紧密相连。
在数千年的历史长河中,中国力学逐渐形成了一套独特的理论体系和实践方法,对中国古代的建筑、机械、军事等领域产生了深远的影响。
在古代,中国的力学知识主要来源于生产实践和工程经验。
例如,在建筑领域,中国古代建筑师通过观察和实践,掌握了土木工程的基本原理和技能,如平衡、力矩、稳定性等。
在机械领域,中国古代的机械制造技术非常先进,如指南针、浑天仪、水钟等,这些都离不开力学的应用。
在军事领域,中国的弩箭、抛石机等武器的设计制造也体现了力学原理的应用。
随着时间的推移,中国的力学逐渐形成了自己的理论体系。
例如,《墨经》中有关力学的论述,涉及到力的定义、性质、作用等,与现代力学有异曲同工之妙。
《九章算术》中也有许多关于力学的问题,如计算物体的重心、研究杠杆平衡等。
此外,中国的传统哲学思想也对力学的发展产生了影响,如“天人合一”、“阴阳五行”等思想,强调了自然与人的和谐统一,对于理解力学原理和解决实际问题提供了新的视角。
进入近代以后,中国的力学开始受到西方的影响,逐渐与世界接轨。
一些西方传教士和学者将西方的力学知识引入中国,与中国传统的力学知识相互交流和融合。
同时,中国的一些学者也开始学习和引进西方的力学知识,开展了一系列的科学实验和研究工作。
新中国成立后,中国的力学得到了长足的发展。
在国家的大力支持下,中国的力学研究机构和学术组织相继成立,力学研究和教育水平不断提升。
中国力学逐渐形成了自己的研究特色和优势领域,如爆炸力学、生物力学、环境力学等。
同时,中国也积极参与国际力学合作与交流,推动力学的全球发展。
总的来说,中国力学的发展史是一个不断探索和创新的过程。
在未来的发展中,中国力学将继续秉承传统与现代相结合的理念,加强国际合作与交流,为推动全球力学的发展做出更大的贡献。
中国古代对物理学的贡献—力学(一、二)
中国古代对物理学的贡献—力学(一、二)中国古代对物理学的贡献之——力学(一)“您的阅读就是对我最好的赞赏”我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。
难道中国人对物理学就没有贡献吗?古代中国人对物理学做出了多大的贡献?且听我慢慢分解。
春秋战国时期墨翟(亦称墨子,约为前479年—381年)对于力学的研究。
墨子一身兼具科学家、技术家、和工匠,其弟子也多为来自社会下层的手工业者。
墨家学派和追随者都经常参加各种劳动,使得他们有条件对经验知识进行理论上的思考和总结,总结出其中的规律,有意识地开展了一些科学观察和实验活动,并形成了自己的科技思想。
这些思想和活动被记录在《墨经》中。
墨翟是中国物理学史上第一个给“力”定义的学者,《墨经·经上》记录了墨子关于“力”的定义:“力,刑【形】之所以奋也。
”意为,力是驱使物体运动的原因。
不但比古希腊哲学家亚里士多德(公元前384~前322)他认为“认为物体的运动是靠外力支持的”正确,而且还要早几十年。
他举例说,把重物由下向上举起,是由于有力的作用。
他关于“动”与“止”的描述,认为“动”是由于力推的结果,而“止”则是物体经一定时间后自行达到的运动状态。
不过墨子并没有明确引入阻力的概念。
《墨经·经上》记载有墨子的学说:“止,以久也”(力可以让运动长久静止下来)、“止,无久之不止”(静止是没有时间的运动)。
“合与一,或复否,说在拒”(相反的力合而为一时会产生对抗)。
这些事实表明,墨子已经表达了后来牛顿运动学和动力学的一些基本思想。
而这一思想比牛顿早近两千年。
中国古代对物理学的贡献之——力学(二)我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。
难道中国人对物理学就没有贡献吗?古代中国人对物理学做出了多大的贡献?且听我慢慢分解。
墨子同时指出物体在受力时会产生反作用力。
比如中国古代发明的许多玩具,秦朝就有的蟠螭灯,灯燃鳞甲皆动,之后发展成“走马灯”。
唐代出现的烟火类玩物、宋朝的“火箭”,利用燃料燃烧后再向后喷射出来产生的反作用力,以推动物体朝前发射而“上天”,当之无愧地成为近代航天技术的最原始“老祖宗”。
中国古代物理学方面的发明
中国古代物理学方面的发明1、物理力学方面①《考工记》一书中的有关记载。
这是一本现存的有关我国古代手工业技术规范的书籍,可能是春秋时代(公元前700至400年)末年的作品。
它记述了许多手工业的工艺制作与设施,汇集了至公元前3、4世纪时的工程技术知识。
其中包含的力学知识,主要有:关于惯性的记载、滚动摩擦的论述、论箭的飞行与保持稳定,还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及材料和施工中的一些软科学知识。
②《墨经》中有关力学知识的记载。
《墨经》战国时代以墨翟(公元前490至403年)为首的墨家的代表作,分为“经”与“经说”两大部分。
经说是经的注解。
前者的内容大多是一些定义性质的条文,后者则带有定律的性质的解释。
《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对力学现象进行了粗浅的概括,并进行了一些推理论证。
诸如,关于时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述,以及斜面、滑轮及其应用,等等。
现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明:经下第25条:“天(衡)而必正,说在得。
”经说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。
相衡,则本短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。
”这一条说明了不等臂天平(秤)的平衡关系。
可能是墨家探讨杠杆平衡关系的实验总结,说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多年。
但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。
③侯风地动仪。
这是东汉张衡(公元78至139年)所制的世界上第一台地震仪。
《后汉书张衡列传》上有下面一段记载:“(顺帝)阳嘉元年(即公元132年),复造侯风地动仪。
以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似洒尊,饰以篆文山龟乌兽之形。
中有都柱,傍行八道,施关发机。
外有八龙,首衔铜丸;下有蟾蜍,张口承之。
其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。
如有地动,尊则震,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。
虽一龙发机,而七首不动。
寻其方面,甩乃知震之所在。
验之以事,合契若神。
中国古代在力学领域的探索及应用
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1.1 古代力学的起源。
中国古代的力学成就
中国古代的力学成就中国古代物理学虽一直没有从哲学和自然科学中分化出来成为一门独立的学科,但通过含有物理知识的著作不断地在社会上传播而得到了一定的发展,并在其运用中还有许多举世闻名的发明创造,以致今天人们在追寻中国古代物理学的历史渊源时,看到它们在中国的黄土地上已有最早的萌芽。
中国古代力学的研究范围虽然广泛,但对力的认识主要停留在主观方面;中国古人在生产、生活实践中却广泛地运用了力学原理,力学知识的应用已达到了很高的水平。
从精密的“度量衡”的测量工具,到大型复杂的机械;除了要解决大量的技术问题,也对一般的理论问题做了一些思考。
1、简单机械中国至迟在西周(公元前770以前)时,能制作比较复杂的车船,以及桔槔等一类简单机械。
公元前770以前,就以壶漏测时,以圭表测影,以定方向、定节气和定时刻。
另一个伟大发明是苏颂和韩公廉在1092年制造了一架大型的水运仪象台。
其中有一套称为“天衡”的杠杆装置,相当于现在钟表装置中擒纵器,以保证计时装置的齿轮等时转动。
宋、元时期之前,已有指南车和记里鼓车,但是关于它们的结构直到宋代才留下较详细记载。
根据这些记载,指南车是以车轮、平轮、立轴等各种齿轮的复合运动为基础的,只要在车子开始运动时把车上木人手指向南方,以后不管车向那个方向转动,车上木人将一直指南。
记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一套齿轮,使车轮走满一里时,有一个齿轮刚好转一圈,并拨动车上木人打鼓一次。
这些复杂机械的制造,说明中国古代人娴熟地掌握了有关齿轮系传动的知识。
早在秦汉到五代(公元前221~公元960)时期,简单机械的联合使用就有了大发展。
张衡制造了水运浑天仪,他采用齿轮系把浑象和表示时间的壶漏结合在一起,以流水下落的力量带动齿轮,齿轮带动浑象旋转。
公元132年,他还制造了世界上第一个地动仪,用以测定地震的震源方向。
公元2世纪毕岚发明了“渴乌”,即虹吸管,逐渐广为应用;后来唐代杜佑《通典》卷一百五十七中有“渴乌隔山取水”条:“以大竹筩雌雄相接,勿令泄漏,以麻漆封裹,推过山外,就水置筩,入水五尺,即于筩尾取松桦干草,当筩放火,火气潜通水所,即应而上。
我国力学和科技发展史及现状
中国力学和科技发展史及现状公元前1000多年中国商代铜烧已有十二音律中的九律,并有五度协和音程的概念。
公元前1000—前900年据《庄子·徐无鬼》记载,已知同频率共振。
公元前4世纪中国墨翟及其弟子解释力的概念、杠杆平衡,对运动做出分类。
公元前256—前251年蜀守冰主持兴建都江堰,是世界上现有历史最长的无坝引水工程。
公元100年左右《尚书纬·考灵曜》提出“地恒动不止而人不知,人在船中不知船在运动”的论点。
公元132年衡制成地动仪,其中有倒立的“都柱”能测地震震源方向。
公元591—599年隋工匠春建成州桥,采用37.02米跨度的浅拱结构。
公元1088年括在《梦溪笔谈》中记录频率为1:2的琴弦共振调音实验。
公元1092年颂等人制成水运仪象台。
公元1103年诫在《营造法式》中指出梁截面广与厚的最优比例为3:2. 公元1637年宋应星的《天工开物》刊行。
公元1858年W.胡威立著、善兰译《重学》刊行。
公元1862年京师同文馆成立。
同一时期成立的还有西学堂(1895)、京师大学堂(1898)。
这些学校先后开设有关力学的课程,讲授者大多为外国人。
公元1903年清政府规定在小学设理化课;高等学堂分政艺两科,艺科所设课程中有力学、物性、声学、热学、光学、电学和磁学等物理学的容。
公元1909年中国人如在美国制造出第一架飞机。
1910年清朝政府拨款在南苑庑甸毅军操场建筑厂棚,由左成和宝试制飞机一架,这是中国官方首次筹办航空。
詹天佑主持修建的京铁路全线通车。
这是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线。
公元1912年罗忠忱回国,一直于铁道学院教授工程力学类课程,最早开创了我国工程力学的教学。
公元1913年大学建立物理学与数学系,开设理论力学课程。
公元1917年丁西林设计了一种新的测量重力加速度g的可逆摆。
公元1919年茅以升在美国卡基—梅隆理工学院获博士学位,学位论文为《桥梁力学二次应力》。
公元1922年商务印书馆出版夏元王瑮的译著《相对论浅释》。
中国科协学科发展研究系列报告 中国力学学科史
中国科协学科发展研究系列报告中国力学学科史中国力学学科历史的研究是中国科学史研究领域的重要组成部分,也是中国科协学科发展研究系列报告的一部分。
该报告研究了中国力学学科的发展历程、重要学者和重大科研成果,总结了学科发展的规律和特点。
中国力学学科的发展可以追溯到古代,早在西周时期,中国就有了一些力学的雏形,例如《周髀算经》中有关于力学原理的记载。
但是真正建立起独立的力学学科体系是在近代。
清代末年,中国开始接受西方的科学知识,力学学科也开始引入中国。
1872年,中国派遣留学生赴日本学习力学和其他科学,他们回国后成为了推动中国力学学科发展的先驱者。
20世纪初,中国的力学学科开始逐渐发展起来。
这个时期,一些重要的力学学者如俞可平、徐复观、陈省身等相继涌现,他们在力学的理论研究和实验研究方面取得了重要成果。
他们的工作为中国力学学科的发展奠定了坚实基础。
1949年以后,中国力学学科得到了更大程度的发展和推动。
建国后,中国政府高度重视科学技术的发展,力学学科也得到了更多的投入和支持。
一大批力学学科的优秀学者开始涌现,他们在理论研究、应用研究和教学方面取得了许多创新性成果。
中国的力学学科在一系列重要科研项目的支持下不断发展壮大,逐渐成为了国际上有一定影响力的学科之一。
中国力学学科的发展历程中,不仅涌现了一大批杰出的学者和科研成果,还培养了一批优秀的人才。
他们为推动中国力学学科的发展和创新作出了重要贡献。
中国科协学科发展研究系列报告对中国力学学科的发展历史进行了全面的梳理和总结,并提出了今后力学学科发展的建议和展望。
这一系列报告的发布,对于促进中国力学学科的繁荣和发展具有重要意义。
中国古代的力学成就
中国古代的力学成就中国古代物理学虽一直没有从哲学和自然科学中分化出来成为一门独立的学科,但通过含有物理知识的著作不断地在社会上传播而得到了一定的发展,并在其运用中还有许多举世闻名的发明创造,以致今天人们在追寻中国古代物理学的历史渊源时,看到它们在中国的黄土地上已有最早的萌芽。
中国古代力学的研究范围虽然广泛,但对力的认识主要停留在主观方面;中国古人在生产、生活实践中却广泛地运用了力学原理,力学知识的应用已达到了很高的水平。
从精密的“度量衡”的测量工具,到大型复杂的机械;除了要解决大量的技术问题,也对一般的理论问题做了一些思考。
1、简单机械中国至迟在西周(公元前770以前)时,能制作比较复杂的车船,以及桔槔等一类简单机械。
公元前770以前,就以壶漏测时,以圭表测影,以定方向、定节气和定时刻。
另一个伟大发明是苏颂和韩公廉在1092年制造了一架大型的水运仪象台。
其中有一套称为“天衡”的杠杆装置,相当于现在钟表装置中擒纵器,以保证计时装置的齿轮等时转动。
宋、元时期之前,已有指南车和记里鼓车,但是关于它们的结构直到宋代才留下较详细记载。
根据这些记载,指南车是以车轮、平轮、立轴等各种齿轮的复合运动为基础的,只要在车子开始运动时把车上木人手指向南方,以后不管车向那个方向转动,车上木人将一直指南。
记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一套齿轮,使车轮走满一里时,有一个齿轮刚好转一圈,并拨动车上木人打鼓一次。
这些复杂机械的制造,说明中国古代人娴熟地掌握了有关齿轮系传动的知识。
早在秦汉到五代(公元前221~公元960)时期,简单机械的联合使用就有了大发展。
张衡制造了水运浑天仪,他采用齿轮系把浑象和表示时间的壶漏结合在一起,以流水下落的力量带动齿轮,齿轮带动浑象旋转。
公元132年,他还制造了世界上第一个地动仪,用以测定地震的震源方向。
公元2世纪毕岚发明了“渴乌”,即虹吸管,逐渐广为应用;后来唐代杜佑《通典》卷一百五十七中有“渴乌隔山取水”条:“以大竹筩雌雄相接,勿令泄漏,以麻漆封裹,推过山外,就水置筩,入水五尺,即于筩尾取松桦干草,当筩放火,火气潜通水所,即应而上。
古代中国的物理学贡献
古代中国的物理学贡献
古代中国在物理学方面有许多重要的贡献,以下是其中几个方面的介绍:
1. 静力学
古代中国对静力学的研究非常深入,早在春秋战国时期,墨子就提出了“墨子定理”,即“同斜面上的重量,按其比例相对地平线之长,而按比例相对斜线之长也”。
这个定理可以用来解决物体在斜面上的平衡问题。
此外,三国时期的张衡还发明了“天平”,可以精确地测量物体的重量。
2. 力学
在力学方面,中国古代也有很多重要的贡献。
著名的《九章算术》中就有关于平衡杆问题的讨论,这是力学中最简单的问题之一,但却是解决其他复杂问题的基础。
此外,宋代的沈括还发明了“沈氏砂仪”,可以测量物体的密度和比重。
3. 光学
中国古代对光学的研究也相当深入,早在东汉时期,张衡就提出了“光行直”的观点。
唐代的玄宗时期,僧人顾炎武还发明了“几何学”,可以用来解决光线的反射和折射问题。
明朝的徐光启还发明了“弧形反光镜”,可以将光线聚焦到一个点上。
4. 热学
古代中国对热学的研究也非常重要,宋代的沈括在《梦溪笔谈》中就提出了“火有五性”、“火气浮上”等观点。
明代的徐光启也研究了火的传导问题,并发明了“热计”,可以测量物体的热量。
总的来说,古代中国在物理学方面的贡献非常重要,对于现代科学的发展有着深远的影响。
中国古代力学的主要成就
中国古代力学的主要成就中国古代力学是中国科技史上非常重要的一部分,它主要包括了古代中国对于力学领域的研究成果。
中国古代力学主要包括以下几个方面的成就。
一、机械学中国古代的机械学主要包括了对于杠杆、滑轮、斜面等简单机械的研究。
古代中国的工程师们通过对机械的构造与性能进行观察与研究,总结出了一些普遍规律,并且开发出了一些有效的工具和装置,这些技能在古代人们的生活和生产中发挥了重要作用。
二、天文学和气象学中国古代的天文学和气象学研究相当深入,尤其是在天文学方面,古代中国的天文学家观察天体、制作天文仪器、研究天体运动、预测日月星辰变化等方面做出了很多成就。
而在气象学方面,古代中国的气象学家通过观察测定天象、记录地震、测量气温、湿度、风向等方式,建立了比较完备的气象观测和预警体系。
三、机动学和机器人学中国古代的机动学和机器人学领域同样有着突出的成就。
中国古代的机器人主要是以木头、草、纸等材料制成,能够作为技艺表演、娱乐、巡视等多种用途,而在机动学方面,古代的工程师们通过研究已有的简单机械,发现了很多重要规律,并且用这些规律去设计以及改进各种装置和机械,如水车、风车、经纬仪等。
四、战争技术古代中国的战争技术也是其中的一项研究成果。
在这方面,古代中国的武器、战舰、防御工事等都具备着极高的技术含量和实用价值。
古代中国的兵器主要是以刀枪、弓箭、投石器和炮等为主,其中弓箭的精准度和威力已达到了惊人的程度,这在当时的战争中起到了至关重要的作用。
总的来说,中国古代力学的研究成果非常丰富,在古代的经济、文化、科技发展等方方面面都起到了积极的推动作用,这些成就也为后来的科技发展树立了优秀的基础。
简述中国古代物理学成就
简述中国古代的物理成就中国是一个拥有五千年不间断文明的古国,中国古代的科学技术成就曾一度领先于世界,在物理方面取得了不少令人称道的成就。
一、力学方面1、我国现存最早的科技书籍——《考工记》中,有不少力学知识,而对惯性问题的认识更是比同时期的欧洲国家深刻得多。
2、墨家著作《墨经》一书,更是已经对力学现象进行了粗浅的概括,并进行一些推理论证,包括时空观念,力的平衡问题等。
墨家发现的杠杆原理比阿基米德要早两百多年,遗憾的是未就此建立起一个较完善的理论体系。
①墨家给力下了符合科学的定义,《墨经》中说:“力,形之所以奋也。
”这里“形”指物体,“奋”指运动的快慢,这句话就是说力是物体运动状态改变的原因。
2300多年前的这个结论和近代物理学的概念是一致的。
《墨经》又说:“力,重之谓,下举,重奋也”,把重归于力的范畴。
“奋”指施力者使物体由下而上的抵抗重力的作用过程。
②《墨经》一书中有两条专门记载杠杆的原理。
一条说:“衡木,加重焉而不挠,极胜重也;右校交绳,无加焉而挠,极不胜重也。
”意思是说:在横杆的一端加上重物而不致发生偏转(挠),那一定是预先固定有石块的一端(即“极”)的转矩,足以胜任重物一端的转矩。
此时如果把支点(“交绳”)移近“极”端,即不必另加重物也可以使杠杆偏转,这时是“极”的转矩不能胜任重物的转矩。
另外一条是专门从杠杆原理讨论天平与杆秤的。
条文是这样的:“衡木,加重于其一旁,必捶——重相若也。
相衡:则本短标长,两加焉,重相若,则标必下——标得权也。
”这段文字上半段是说天平的。
意思是:天平衡量的一臂加重物,另一臂必得加砝码(“必捶”),两者必须等重,才能平衡。
下半段是说杆秤的。
意思是说:杆秤的提钮到重物的一臂(“本”)比较短,提钮到杆秤的臂(“标”)比较长,如果两边等重,秤锤一边必下落。
为什么呢?因为秤锤对“标”一边的作用过大了。
这两条杠杆的平衡条件说的很全面:有等臂的,有不等臂的;有改变两端重力使它转动的,也有改变两臂长度使它转动的。
中国古代力学的主要成就
中国古代力学的主要成就
加起来,中国古代力学的主要成就可以归类为三个主要领域:物质性质的研究、力学的研究和运动的研究。
每个领域都有其独特的发展历史,它们在力学研究中发挥了重要作用。
首先,中国古代物质性质的研究是在春秋战国时期由先秦学者墨子开始的。
他指出物体本质和外部环境之间的关联,他的思想还影响了很多后来的学者,他们将它发展成了一种思想外力的作用与物体的内在本质有关。
其次,中国古代力学的研究开始于汉代,最具代表性的是著名的“弹簧原理”。
著名的学者张衡指出绳子断开时会发出声音,并将此观察结果归纳为“弹簧原理”。
根据弹簧原理,当外力改变物体内部分子结构时,物体内部可能会发出压力、张力或振动。
此外,中国古代运动研究也得到了很多关注。
古代学者例如墨子、张衡、孙思邈等都提出非常重要的思想,如“恒速运动”、“回旋转动”等,为物体运动的研究做出了重要的贡献。
总之,中国古代力学的主要成就可以归纳为三个主要领域:物质性质的研究、力学的研究和运动的研究。
中国古代学者对于物体外力作用、力学和运动的洞见,使中国成为古代力学史中最具影响力的学术传统之一,为世界物理学的发展做出了不可磨灭的贡献。
- 1 -。
力学的发展历程
力学的发展历程引言概述:力学是物理学的一个重要分支,研究物体受力和运动规律。
自古以来,人类对力学的研究始终伴随着科学的发展。
本文将从古代到现代,分五个部分介绍力学的发展历程。
一、古代力学的奠基1.1 古希腊力学的兴起古希腊力学的代表人物有阿基米德和亚里士多德。
阿基米德提出了浮力定律和杠杆原理,奠定了静力学的基础。
亚里士多德则提出了天体运动的观点,开创了天体力学的研究。
1.2 中国古代力学的发展中国古代力学的代表人物有张衡和沈括。
张衡发明了世界上第一台地动仪,通过测量地震波传播时间来确定地震的方位。
沈括在《梦溪笔谈》中提出了自然界中存在的力学问题,如水流、弹性等,为中国力学的发展奠定了基础。
1.3 印度古代力学的贡献古印度力学的代表人物有阿耶尔巴塔和布拉马叶。
阿耶尔巴塔提出了力学中的“递归”概念,为后来的动力学研究奠定了基础。
布拉马叶则在《布拉马叶运动论》中提出了运动的三个定律,对后来的牛顿力学产生了深远影响。
二、近代力学的革新2.1 牛顿力学的奠基牛顿力学是近代力学的重要里程碑,牛顿提出了力学的三大定律,建立了质点力学的基本框架。
他的万有引力定律解释了行星运动和天体力学问题,为力学的发展开辟了新的道路。
2.2 拉格朗日力学的建立拉格朗日力学是力学的另一重要分支,由拉格朗日提出。
他通过引入广义坐标和拉格朗日函数,建立了一种更为普适且简洁的力学表述方法。
拉格朗日力学在解决多体问题和非惯性系问题上具有优势。
2.3 哈密顿力学的发展哈密顿力学是力学的又一重要分支,由哈密顿提出。
他引入了哈密顿函数和哈密顿方程,为力学的数学形式化提供了新的思路。
哈密顿力学在动力学和量子力学中有广泛应用。
三、现代力学的新探索3.1 相对论力学的革命相对论力学是爱因斯坦提出的一种新的力学理论,包括狭义相对论和广义相对论。
相对论力学在高速和强引力场下对经典力学进行了修正,解释了光的传播和引力场的本质。
3.2 量子力学的兴起量子力学是20世纪物理学的重大突破,由普朗克、波尔等人提出。
中国科学技术史中的力学
中国科学技术史中的力学曹聪曹聪((096150020)摘要我国著名科学家傅鹰说:“一门科学的历史是那门科学最宝贵的一部分,因为科学只给我们知识,而历史却能给我们智慧。
”我国是世界上五大文明古国之一,早在五千年前就有文字,在春秋战国后更有大量文献留存至今。
在世界力学发展史上独居特色。
从单位计量到时空观,从流体力学到材料力学,从力学应用到力学见解,无不透露出古人的智慧和力学成就。
尤其是力学在建筑,日常用具等应用中更是比比皆是。
但是总的来说,力学知识一直停留在应用上,宋元以前的理 论较多,但也多为说理,没有数学证明且少有实验支撑理论,宋元以后理论也一直落后于西方。
然而古代人在力学上所做的努力是不可磨灭的。
一、 基本的物理计量力学,作为一门研究空间与时间中物体运动和变化的实验科学,离不开计量及其单位。
在古代的贸易交换、天文历法、机械制作和工程兴建中,也离不开具有某种度量制度的测量计算。
中国古代把对长度、容量与重量的测量概括为“度量衡”。
现代力学计量包括时间、长度、质量三个基本物理量。
1、时间的计量时间的计量古代常用的计时单位是年、月、日、时、刻,其中日和时为最基本的时间单位。
是为时辰,刻为时以下的时间分度。
早在上古时代我们的祖先就创造了干支记日的方法。
以春秋时期鲁隐公三年(前722)二月已巳日直到宣统三年(1911),我国已有二千六百多年的干支记日历史,是世界上最长的连续记日法,保存了世界上最长也最完整的记日资料。
(1)除了干支记年外,为了避免发生混乱,日常生活中还同时使用着另一种数字计时方法。
目前发现最早的数字记日是1972年山东临沂银雀山出土的西汉竹简历谱。
(2)对一日之内时间的精确划分,古人采用十二时辰记时法。
一日分12辰,一辰相当于现代的2小时。
有的研究认为十二时辰是由太阳在天空中的十二个方向演化而来的。
(3)十二时个时辰与当今通用的二十四小时记时法有相应的地对应关系,子时对应23~1点,以此类推。
中国古代对力学的研究
方法十分巧妙。该书在我国失传300年,于1926年才由日本找 回翻印本。 总的来说,我国古代力学知识与古代精湛的工艺技术往 往密不可分,但各时期对技术知识的整理汇集、研究提高、 保存流传都未受到重视,致使技术特别是科技理论不能代替 人力形成明显的生产力,科举八股把教育与知识分子的注意 力引到文字游戏或仕途官场上。一方面是大量生产知识与技 术积累而又散失,缺乏系统整理,一方面是经验性的定性的 力学概念始终带有思辨色彩(如“气”、“道”、“理”), 缺乏数学的定量引用和系统实验的基础,因此经典力学理论 只能等待西方传入。
祖冲之(429~500年)的水磨等等。 隋代造船业已很发达,如隋炀帝的龙舟已高40尺,宽50尺, 长200尺。李春主持建造的河北洨河赵县安济桥(公元595~ 605年),跨度最大(37.02米),弧度最浅(拱矢高7.23米), 至今1300多年,下沉水平差只有5厘米,说明实用结构力学发 展的水平。浮力的利用甚多,如:浮桥的建造[唐李吉甫:“以 船为脚,竹篾亘(gè n,横贯。)之”,“架黄河为之”];东 晋僧人惠远在庐山造莲花漏作为记时工具:“取铜叶制器,状 如莲花,置盆水之上,孔底漏水,半之则沉”,即莲花漏由孔 底进水到一半时就逐渐下沉,“每一昼夜十二沉”,非常巧妙。 还有著名的曹冲称象故事,在陈寿著《三国志》卷二十及《江 表传》中均有记载。 上述种种成就,集之于书的不多,北齐信都芳曾“集浑天、 地动、攲器、漏刻诸巧事并画图名曰器准”,但已散失。 这一时期带有直觉经验型的物理哲理性著作是王充的《论 衡》,在他的著作中对于运动的疾舒(快慢)、力与运动、物 与运动、内力与外力的关系等作了叙述。
中国古代对力学的研究 力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的 实践经验,并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理,这在东 西方古代都是如此。 在我国古代,手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突 出得多,这是中国古代对力学研究的主要特点。从时间来看, 大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。 (1)春秋战国时期(公元前770~前221年) 公元前316年,蜀守李冰修建都江堰,“正面取水,侧面 排沙”,其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流,说明当时测河 水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水 平,成都平原二千多年来始终受益。 传为齐人著的《考工记》,是记录我国古代农具、兵器、 乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著,现 存版本中如《裘氏》、《筐氏》、《雕氏》等篇内容已散佚。 其中惯性现象的记述[“马力既竭,
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中国科学技术史中的力学曹聪曹聪((096150020)摘要我国著名科学家傅鹰说:“一门科学的历史是那门科学最宝贵的一部分,因为科学只给我们知识,而历史却能给我们智慧。
”我国是世界上五大文明古国之一,早在五千年前就有文字,在春秋战国后更有大量文献留存至今。
在世界力学发展史上独居特色。
从单位计量到时空观,从流体力学到材料力学,从力学应用到力学见解,无不透露出古人的智慧和力学成就。
尤其是力学在建筑,日常用具等应用中更是比比皆是。
但是总的来说,力学知识一直停留在应用上,宋元以前的理 论较多,但也多为说理,没有数学证明且少有实验支撑理论,宋元以后理论也一直落后于西方。
然而古代人在力学上所做的努力是不可磨灭的。
一、 基本的物理计量力学,作为一门研究空间与时间中物体运动和变化的实验科学,离不开计量及其单位。
在古代的贸易交换、天文历法、机械制作和工程兴建中,也离不开具有某种度量制度的测量计算。
中国古代把对长度、容量与重量的测量概括为“度量衡”。
现代力学计量包括时间、长度、质量三个基本物理量。
1、时间的计量时间的计量古代常用的计时单位是年、月、日、时、刻,其中日和时为最基本的时间单位。
是为时辰,刻为时以下的时间分度。
早在上古时代我们的祖先就创造了干支记日的方法。
以春秋时期鲁隐公三年(前722)二月已巳日直到宣统三年(1911),我国已有二千六百多年的干支记日历史,是世界上最长的连续记日法,保存了世界上最长也最完整的记日资料。
(1)除了干支记年外,为了避免发生混乱,日常生活中还同时使用着另一种数字计时方法。
目前发现最早的数字记日是1972年山东临沂银雀山出土的西汉竹简历谱。
(2)对一日之内时间的精确划分,古人采用十二时辰记时法。
一日分12辰,一辰相当于现代的2小时。
有的研究认为十二时辰是由太阳在天空中的十二个方向演化而来的。
(3)十二时个时辰与当今通用的二十四小时记时法有相应的地对应关系,子时对应23~1点,以此类推。
大约从东汉开始,将一个时辰中加入少、半、太三个时标。
(4)这样的记时法于今日的二十四小时记日法已经没有本质差别。
与十二时辰记时法并行使用的还有百刻时制。
百刻时制又称漏壶记时制,即采用日晷或漏壶将一昼夜划分为十时,一时分十刻,一昼夜共一百刻。
百刻制是我国独创的一种计时方法,它可能起源于殷商时期。
隋唐以后百刻制与十二时辰制配合使用,在这种时制中,“刻”平均相当于今天的14.4分钟。
(5)宋代又将一刻分为60等分,1/60刻即相当于今天的14.4秒。
根据不同的计时方法,测时仪器也有多种多样。
他们分别是圭表、日晷、漏刻、机械计时器。
最值得一提的是圭表,圭表实际上是用来测量子午线的。
古代中国人测量地球子午线的直接动机是为了验证历代传说的“日影一寸,地差千里”。
(6)对此提出质疑的隋代刘焯曾主张进行实地测量。
随后历代出现许多实地测量的案例。
最著名的是唐代的测量,其结果与今值有较大误差。
虽然如此,它却是世界上最早对地球子午线作出的实际测量,也是计量科学上第一次将人为规定的日常用尺和另一个自然地恒定数值作比较的尝试。
度量衡2、度量衡度量衡即是计量长短、容积、轻重的标准的统称。
度是计量长短,量是计量容积,衡是计量轻重。
多数观点认为早期度量单位的形成是选取某些自然物品,如人体、丝毛、农产品等为衡量基准。
因此,早期的度量单位显得杂乱无章。
纵观度量衡发展史,秦汉史一次重要转折。
春秋战国年间的度量衡十分混乱,秦始皇统一中国后,在商鞅变法的基础上推行统一度量衡的措施:“一法度量衡石丈尺,车同轨,书同文字。
(7)”显然,秦汉时期的度量衡已经制度化,标准器也趋于定型。
特别需要强调的是其长度与容量单位基本采用了十进制,还没有一个国家像中国一样就,早在公元前后就将先进的十进制进位数字方法引入度量衡的换算之中。
李约瑟对此曾给予高度评价。
他说:“在各个文明古国当中,中国人在这方面是独一无二的。
就其把十进制引进到度量衡中而言,他们尤其先进。
因此正如萨顿所说,欧洲一直到法国大革命的时候才开始这样做。
(8)”寻求自然常数的努力3、寻求自然常数的努力前面已经提到了古代中国人用圭表测定子午线长度这一寻求自然常数的努力。
另一件关于寻求自然常数的努力是以声波作为度量衡标准。
从汉代开始,有人提出,某种特制的律管可以作为度量衡的标准。
(9)律管,亦即管式音高标准器。
它一端为吹口,另一端为开口,中间无音孔。
在古人看来,聪耳人对于音高的感觉灵敏,律管一律定下,其度量衡也随之不易。
因此可以作为标准器。
用声音的高低来确定度量衡这一创举是非常先进的,直到近现代用一个物理量简单明了地测量表示另一个物理量才得以应用推广。
一、时空观和运动观时空观1、时空观时间,空间是物理学中两个带有根本性的普遍观念,自古以来就是哲学家和科学家十分关注和争论不休的的问题。
在中国古代,宇宙的含义就是时间和空间。
西汉成书的《尸子》中记载了战国时期的尸佼对空间和时间的定义:“四方上下曰宇,往古今来曰宙。
”(10)类似的表述在《墨经》中也可见。
中国古代认为时空是无限的,对时间的空间的有限性与无限性的统一关系也有精彩的论述。
庄子曰:“天与地无穷”,张衡说“宇之表无极,宙之端无穷。
”(11)中国的时空观,虽无近代物理学中的数学式,但是已经发展到了登峰造极的地步。
他远离牛顿的经典力学时空观,而接近相对论看法。
(12)运动观2、运动观对于机械运动,《墨经》有专门的记载,并对“运动”和“静止”观下了定义。
《经上》:“动,域徙也。
”《经上》:“止,以久也。
”(13)就是说,运动即是物体空间区域与位置的变动,静止是指物体在空间同一位置上处有一段时间。
对于平动,定义为“但(俱)止动。
”即物体上各处作同样运动。
而转动则是“偏祭(际)徙”即指边沿部分的转动。
(14)关于滚动,《考工记·轮人》及《墨经》上皆有记载意思是为环边上每一点相继与地面接触,也就是我们现在说的与地面相切。
对于自由落体运动,《墨经》中有所描述,虽没有数学验证,但它没有产生轻重不同的物体不同时落地的思想观念。
古人关于运动观最具特色的是关于运动相对性的研究,并得到了类似于后来伽利略的运动相对性原理。
在东汉时期成书的《尚书纬·考灵曜》中记述了:“地恒动而人不知,譬如人在舟中闭牖而坐,舟行而不觉也。
”(15)这里不仅明确的道出了大地在运动,而且揭示了这样一个原理:在一个惯性系统内,无法用任何力学实验来确定它处于静止或匀速运动。
这就是著名的伽利略运动相对性原理。
这种对运动相对性的观点,《考灵曜》比伽利略的对话至少早约1500年。
此观点说明我国古代物理思想达到过的高度。
古人对其他运动也有相关记载或应用,这些运动与应用有角速度概念的萌芽,回转运动:陀螺与平衡环,动量矩守恒原理在建筑中的应用,功和能德观念,箭矢飞行及其相关观念等。
对各种力得认识三、对各种力得认识力的定义1、力的定义我国古代人们对力的概念的认识最初是在人在推、拉、提、压、抛时的肌肉活动感到紧张,就认为肌肉对其他物体有力的作用。
最早对力作出定义的是《墨经》。
它写道:《经上》:“力,刑之所以奋也。
”《经说上》:“力重之谓下。
举重,奋也。
”(16)许多研究者都认为,这条文字是对力所作的定义。
但是,对它物理含义的深浅各家看法看法不一。
这时的“刑”同“形”,指的是人体、物体,“奋”在古汉语中的意思是多方面的,如由静到动、由慢到快,自下而上都可以用“奋”字。
由此可见,墨家已经将力与运动的原因联系起来了,并初步认识到力是使物体运动状态变化的原因,这是一个力的很正确的定义。
各种力与现象2、各种力与现象东汉王充认识到力有外力、内力之分,并将这种区分与物体运动状态改变的原因联系起来。
这一观点在《论衡·效力篇》可见。
东汉王充在《论衡》中指出:“力重不能自称,须人乃举”,“古之多力者,身能负荷千钧,手能决角伸钩,使之自举不能离地。
”这说明在我国的东汉时期或者更早就已经认识到内力不能改变物体的运动状态这样一个事实,对力的概念的认识又加深了一步。
关于力的作用点,合力,滚动摩擦力,惯性现象和惯性力在古籍中皆有记载。
在《淮南子》中,有相关力的作用点的结论,只要力的作用点处在关键位置或要害之处,即使支撑物很小,也可以支撑住很大的东西。
《墨经》中有类似有关合力和分力的描述,但相对较模糊。
在《考工记·轮人》中指出轮子的大小适中才能使滚动疾速。
惯性现象的最早记载也可见于《考工记》。
《考工记》写到惯性现象的一个典型例子:“劝登马力,马力既竭,辀犹能一取焉。
”(17)后代有更多的记载和说明,但没有得出相应的规律。
流体力学四、流体力学探讨浮力的规律1、探讨浮力的规律《庄子·逍遥游》写到:“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。
覆杯水于坳堂之上,且芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也”(18)这段文字表明,人们知道液体要有一定的深度,才能使相应的物体浮在它上面。
古人以自己的理论解释物体浮在水面的原因。
物体浮于水面,是因为“有势”或“自然之势”。
但是“势”的概念仍然是含混不清的。
东汉末年曹冲称象的故事告诉我们当时人们的确清楚地知道浮体所排开的水的重量等于浮体的重量。
浮力的应用2、浮力的应用沉浸在液体中的物体都受到浮力作用,这个现象在中国古代得到了充分运用。
古代中国人制造各种各样、用途不一、大小不同的船舶,还知道利用浮于水面的物体渡江。
公元3世纪末,秦始皇为收复岭南,修灵渠,联系长江与珠江两大水系。
灵渠的斗门为船闸先导,也是世界上最早的船闸通航工程。
(19)在工艺技术上人们用水浮法检验竹、木器物的结构是否均匀。
在农业生产中浮力被用来选种。
借助浮力起重是古代力学中的一大成就。
古代人利用浮力极为巧妙地将如此巨大的石头装置于桥墩上。
宋僧怀丙打捞牛,是浮力起重的典型事件。
关于水的比重,古代的描述主要是体积与重的关系,以及南北水重不同。
明代方以智在其著作《物理小识》中记载了异重液体的分层叠置现象。
(20)五、材料力学1、材料性质的认识材料力学时工匠们总结应用经验中发展起来的。
古代工匠们比较不同材料的性质,选择材料,他们还利用复合材料。
约公元前3000年,西安半坡人用草泥盖房。
(21)《考工记·弓人》描述了利用六种材料制作弓的过程。
古代人在运用材料,制造器物中获得了某些材料力学的基本概念,或发现了与这些概念密切的现象。
古代人还非常重视构件的断裂问题,同时,他们还利用断裂现象,先烧石后凿石使得凿石更为轻松。
2、弹性变形和弹簧定律众所周知,古代中国人发明了“锁簧”一类的片状弹簧。
在制造弓时测量弓的弹力是不可或缺的生产环节。
宋应星将此过程称为“施弓定力”,并图画示之。
他在《天工开物》卷十五《佳兵篇》中记述了测试弓弦弹力大小的方法:“凡试弓力,以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少”,方法十分巧妙。