Cтраница 4
Архимед, единственный из древних, оставивший нам теорию равновесия в двух своих книгах De aequiponderantibus или De planorum aequilibriis, является автором принципа рычага. Последний, как это зна-ют все механики, заключается в следующем. Если прямолинейный рычаг нагрузить с обеих сторон от точки опоры какими-либо двумя грузами таким образом, чтобы расстояния этих грузов от точки опоры были обратно пропорциональны самим грузам, то рычаг останется в равновесии, а нагрузка на точку его опоры будет равна сумме обоих грузов. Для случая, когда грузы равны и находятся на равном расстоянии от точки опоры, Архимед принимает этот принцип в качестве очевидной аксиомы механики или, по меньшей мере, в качестве опытного закона. К этому простому и первичному случаю он сводит случай, когда на рычаге помещены неравные грузы; последние, если они соизмеримы между собою, он представляет себе разделенными на несколько равных частей, эти части каждого груза он разделяет и помещает их на соответствующих плечах того же рычага на равных расстояниях, так что рычаг оказывается нагруженным большим числом малых равных между собою грузов, расположенных на равных расстояниях от точки опоры. Далее, он обосновывает правильность этой же теоремы для несоизмеримых грузов, доказывая посредством метода исчерпания, что между этими грузами не может быть равновесия, если они не находятся между собою в отношении, обратном их расстояниям от точки опоры. [46]
В науке часто пользуются функциями, характеризующими состояния систем, и составляют таблицы, которые применяют для расчетов. В термодинамике такие таблицы строят для энтальпий и свободных энергий - функций, вытекающих соответственно из первого и второго начал термодинамики. Законы термодинамики являются эмпирическими. Они отражают вековой опыт человечества. Однако современная наука, особенно статистическая физика, раскрывает связь между опытными законами термодинамики и характеристиками атомов и молекул. [47]
В настоящее время в науке сложилось два подхода к объяснению и изучению тех или иных явлений, связанных с изменением свойств тел: макроскопический и молекулярно-кинетический. Первый метод основан на изучении свойств макроскопических тел без учета особенностей их внутреннего строения. Этот метод также называется термодинамическим или феноменологическим. Важную роль в нем играют закон сохранения энергии ( первый закон термодинамики) и данные непосредственных наблюдений и экспериментов над достаточно большими ( макроскопическими) телами. Хорошим примером в этом отношении служит макроскопическая теория упругости твердых тел. В ней из опытного закона Гука и закона сохранения энергии получают многочисленные следствия, важные для ряда технических приложений. [48]