Уравнение Мещерского
Работа посвящена памяти выдающегося Архангелогородца Ивана Всеволдовича Мещерского, внесшего неоценимый вклад в развитие ракетодинамики и ракетостроения, но оставшегося в тени научной жизни. Но значимость научных открытий которые меняют мировозрение людей и зарождают основу для новых исследований являются бесценными во все времена. Уравнение переменной массы Мещерского сыграло немаловажную роль при запуске и первого искуственного спутника Земли и первого полета человека в космос.
Скачать:
Предварительный просмотр:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение Архангельской области
«СЕВЕРОДВИНСКИЙ ТЕХНИКУМ ЭЛЕКТРОМОНТАЖА И СВЯЗИ»
Региональный заочный конкурс
«Нет преград человеческой мысли»
Номинация: «Наука требует от человека всей его жизни»
РЕФЕРАТ
Уравнение И.В. Мещерского
Северодвинск 2024
Содержание
Введение | 3 | |
Факты из биографии И.В. Мещерского | 5 | |
2. | Главное открытие И.В. Мещерского | 8 |
Заключение | 11 | |
Список литературы | 12 |
Введение
В конце шестидесятых годов прошлого века бегал по улицам Соломбалы и играл со своими сверстниками мальчишка из небогатой семьи Ваня Мещерский. Посещал он Соломбальское приходское училище, далеко опережал одноклассников в арифметике и поражал учителей своей любознательностью.
Порядки и методы обучения в гимназии будущего ученого не устраивали. Мещерский позднее с горечью признавался: «…мы совсем не научились, хотя и учились, ни физике, ни французскому, ни немецкому языку».
После такого признания, сложно предположить, что оно было сделано ученым значение теоретических работ, которого неоценимо для развития современной ракетной техники, для мировой науки межпланетных сообщений.
Сегодня в Архангельске в центральной части Соломбалы есть улица Мещерского, а на доме 21 установлена мемориальная доска с указанием основных сведений о человеке, без которого сегодня трудно представить освоение космического пространства.
Исследования Ивана Всеволодовича Мещерского предвосхитили развитие принципиально новых областей техники. Его часто называют основоположником ракетодинамики, но значение работ И.В. Мещерского значительно шире.
Объект исследования: педагогический и научный путь Мещерского Ивана Всеволодовича.
Методы исследования: исследовательский, частично – поисковый, аналитический.
Предмет исследования: личностные качества человека, учителя, руководителя, ученого и их влияние на развитие ракетодинамики и освоение космического пространства.
Актуальность работы. В современном мире меняются ценности жизни, но значимость научных открытий, которые меняют мировоззрение людей и зарождают основу для новых исследований остается бесценной во все времена.
Цель работы: исследование значимости уравнения переменной массы Мещерского в освоении космического пространства.
Основные задачи работы:
- познакомиться с литературой по данной теме,
- выяснить роль уравнения Мещерского в освоении космического пространства,
- исследовать пути достижения целей Иваном Всеволодовичем Мещерским.
.
1.Факты из биографии И.В. Мещерского
В 1871 году И.В. Мещерский поступил в Архангельскую гимназию. Учитывая успехи в учёбе и небогатое состояние педагогический совет гимназии освободил его от платы за обучение, кроме того Иван Всеволодович даже получал небольшую стипендию. Окончил гимназию в 1878 году с золотой медалью. В том же году поступил на математическое отделение физико-математического факультета Петербургского университета.
В студенческие годы Мещерский с особым интересом занимался механикой. Семья не могла оказывать ему материальную помощь, поэтому он жил на средства, которые давали частные уроки и студенческая стипендия. В 1882 г. он окончил университет со званием кандидата и по представлению профессора теоретической механики Д. К. Бобылёва был оставлен при университете для подготовки к профессорскому званию. С этого момента у Ивана Всеволодовича Мещерского начинается его научно-педагогическая деятельность.
Первой его научной работой стала «Давление на клин в потоке неограниченной ширины двух измерений»
В 1889 сдал экзамены, необходимые для последующей защиты диссертации на учёную степень магистра прикладной математики. В октябре 1890 года он был зачислен в состав приват-доцентов и допущен к чтению лекций по механике. 19 ноября 1890г. Мещерский прочел свою первую вступительную лекцию к курсу «Интегрирование уравнений механики».
В 1893 году Иван Всеволодович Мещерский был отправлен в командировку за границу на один год, для ознакомления с преподаванием механики и механическими кабинетами в Италии, Франции, Швейцарии и Германии. [1]
Через 15 лет после окончания университета, он успешно защитил свою диссертацию на тему «Динамика точки переменной массы», для того чтобы получить степень магистра прикладной математики.
С 1902 по 1907 годы И.В. Мещерский избирался членом профессорского суда; входил в состав библиотечной комиссии от электромеханического отделения. Участвовал в первом заседании комиссии кораблестроительного отделения, где обсуждался вопрос "об учреждении курса воздухоплавания" (1909) и по просьбе декана К.П. Боклевского совместно с А.П. Фан-дер-Флитом разрабатывал программу курса теоретической аэродинамики. Принимал самое деятельное участие в организации на базе Политехнического института отраслевых втузов и в связанном с этим пересмотре программ, системы преподавания механики
В 1902г. Иван Всеволодович Мещерский занял должность ординарного профессора Санкт-Петербургского политехнического института.
3 октября 1907 года И.В.Мещерский был утвержден заведующим учебной частью вновь открытого механического отделения.
Мещерский 25 лет преподавал в Петербургском университете и 33 года в Политехническом институте. [1]
За это время, он обучил больше тысячи специалистов.
16 сентября 1902 года в Политехническом начал свою деятельность последний орган управления Институтом, предусмотренный Положением, - Совет Санкт-Петербургского Политехнического Института, в состав которого вошел и профессор И.В. Мещерский. В конце первого заседания Совета он выступил с такими словами: "Я имею честь выразить глубокую благодарность членам Совещания и его председателю за их плодотворную работу, которая расчистила путь для деятельности Совета и сделала возможным открытие Института через несколько дней".
В стенах только что открывшегося Института 3 октября 1902 года в 9 часов утра И.В. Мещерский прочел первую лекцию по теоретической механике для студентов всех технических отделений. С этого времени более 30 выпусков русских инженеров получили свое образование у профессора Мещерского. Иван Всеволодович был крайне требователен к себе, к качеству свой работы и пользовался уважением коллег и учеников. [2]
В 1915 году Ивану Всеволодовичу было присвоено почётное знание: «Заслуженный профессор Петербургского Политехнического Института Императора Петра Великого» за заслуги в области педагогики и науки.
В течение 1915 года под руководством И.В. Мещерского в Институте проходила организация новых отделений: механического, инженерно-строительного и химического. [1]
После Октябрьской революции Иван Мещерский продолжил работу в Политехническом институте, работал в Ленинградском областном научно-техническом комитете, где участвовал в рассмотрении различных задач, которые могли помочь с развитием промышленности Ленинградской области.
В 1928 за выдающиеся заслуги в области науки был награждён присвоением звания «Заслуженный деятель науки»
Иван Всеволодович Мещерский умер в Ленинграде, 7 января 1935 года в 12 часов дня от инсульта. Похоронен на Богословском кладбище. [2]
Из этого можно сделать вывод о том, что Иван Всеволодович Мещерский был разносторонне развитым человеком. Ему удивительным образом удавалось одновременно сочетать научную, педагогическую и административную деятельности, дополняя их и одновременно объединяя, делая их смыслом всей своей жизни.
2. Главное открытие И.В. Мещерского
Имя Ивана Всеволодовича Мещерского связано с его знаменитым «Сборником задач по теоретической механике». У этого сборника задач было 51 издание. Задачник Мещерского использовался в качестве учебного пособия в высших учебных заведениях не только в СССР, но и в зарубежных странах. [1]
Но главное открытие Ивана Всеволодовича Мещерского –исследование «Динамики точки переменной массы».
В классической механике большинство результатов получено на основании законов Ньютона. Однако второй закон Ньютона справедлив только для точек постоянной массы. Если масса точки изменяется, то основной закон движения, на котором строятся все математические расчёты, должен формулироваться в новой, более общей форме. Это фундаментальное уравнение для решения многих технических задач, начиная от движения веретена и кончая движением планет, было выведено в магистерской диссертации И. В. Мещерского.
Частной задачей механики тел переменной массы является теория движения ракет, в которых изменение массы при движении обусловлено выбросом частиц сжигаемого топлива.
«Динамика точки переменной массы» стала основополагающей, в процессе становления механики систем переменной массы (или систем переменного состава — более точный термин, предпочитаемый авторами современных изданий). Мещерский сделал это открытие в 1897г. Вторым трудом Мещерского считается «Уравнения движения точки переменной массы в общем случае». Это открытие он сделал в 1904 году. [2]
Также он устанавливает и исследует общее уравнение движения точки, масса которой изменяется от одновременного процесса присоединения и отделения материальных частиц.
Иван Всеволодович Мещерский не только разработал теоретические основы динамики точки переменной массы, но и рассмотрел большое количество частных задач о движении таких точек (В качестве примера, задачи о восходящем движении ракеты и вертикальном движении аэростата). Он подверг исследованию движение точки переменной массы под действием центральной силы, заложив тем самым основания небесной механики тел переменной массы. [1]
И.В. Мещерский исследовал движения комет. Ученый впервые сформулировал и так называемые обратные задачи динамики точки переменной массы, когда по заданным внешним силам и траекториям определяется закон изменения массы.
Огромное количество теоретических и практических исследований Мещерского в области механики, точки переменной массы выявилось лишь после окончания Второй мировой войны, когда человечество вплотную подошло к освоению космоса. В это время появляется большое число глубоких теоретических исследований, посвящённых как специальным проблемам ракетодинамики и динамики тел переменного состава, так и значительному обобщению результатов исследований Мещерского. Опираясь на его труды, многие советские и зарубежные учёные разработали основные вопросы динамики произвольных изменяемых систем переменного состава. Технический прогресс в области реактивного движения наглядно показывает проницательность и глубину научных исканий Мещерского.
Работы И. В. Мещерского в области механики тел переменной массы, составляющие научную основу для ракетной техники, оказались востребованы лишь после его смерти, во время и после Второй мировой войны.
Прославленные гвардейские минометные части имели таблицы стрельбы, составленные на основе уравнений Мещерского.
Над теорией движения тел переменной массы И. В. Мещерский работал параллельно с К. Э. Циолковским. Детальное изучение опубликованных материалов позволяет прийти к выводу о том, что открытия Мещерского и Циолковского по ракетодинамике были сделаны независимо. Замечательные работы Мещерского и Циолковского прекрасно дополняют друг друга. При этом известно, что Константин Эдуардович Циолковский в своих расчетах пользовался уравнением переменной массы Мещерского.
Ни Иван Всеволодович Мещерский, ни Константин Эдуардович Циолковский, умерший в том же 1935 году, не успели увидеть, как взмывают в космос ракеты, не дожили до воплощения в реальность своих идей. [2]
В историю науки Мещерский вошёл как основоположник механики систем переменного состава (переменной массы). Его исследования в этой области явились теоретической основой современной ракетодинамики. Его имя неразрывно связано с именем одного из создателей научных основ космонавтики — К. Э. Циолковского. [4]
Русская наука по праву гордится научными и педагогическими талантами ученого и педагога Ивана Всеволодовича Мещерского. "В блестящих успехах советского ракетостроения, замечательных конструкциях наших спутников нашли материальное воплощение фундаментальные идеи научного наследства Ивана Всеволодовича Мещерского ", - так охарактеризовал Мещерского И. В. историк области отечественной космонавтики, профессор, генерал-майор Аркадий Александрович Космодемьянский. [1]
Его труды имеют огромное значение для правильного описания движения планет и их спутников.
Механика тел переменной массы, рассмотренная в работах И.В. Мещерского является научной основой современной ракетодинамики и используется до сегодняшнего дня как в астрономических расчётах, так и при запуске космических аппаратов. [3]
Заключение
Иван Всеволодович Мещерский — один из крупнейших русских механиков конца XIX — начала ХХ столетия.
Иван Всеволодович был человеком, влюбленным в свою научную и педагогическую деятельность. Живой связью со студенчеством была наполнена вся его долгая трудовая жизнь, а созданная им система преподавания механики в Политехническом Институте явилась образцом для многих вузов страны. И.В. Мещерский 25 лет вёл педагогическую работу в Петербургском университете и 33 года в Политехническом институте.
За эти годы он обучил тысячи специалистов.
Многие его слушатели стали крупными учёными
(Академик А.Н. Крылов, Профессор Г.В. Колосов и др.). [4]
Моментом зарождения космонавтики можно условно назвать первый полёт ракеты, продемонстрировавший возможность преодолевать силу земного притяжения. Первая ракета открыла перед человечеством огромные возможности.
Эти возможности покорения космического пространства невозможно представить без уравнение динамики тел переменной массы
При помощи уравнений Мещерского и Циолковского можно решить многие задачи, связанные с движением ракет. В распоряжении ракетостроителей появились точные формулы, которые позволяли создавать ракеты основываясь не на опыте предыдущих наблюдении, а на точных математических расчетах.
Реальные движения ракет обсчитываются по Мещерскому, формула Циолковского – лишь частный случай уравнения Мещерского.
Неслучайно имя ученого увековечено в названии кратера на обратной стороне Луны, ведь его уравнение способствовало развитию космонавтики и дало возможность человечеству взлететь выше облаков и полететь осваивать космическое пространство. Космос граничит с бесконечностью, притягивает к себе умнейших людей таких как Иван Всеволодович Мещерский.
Список литературы
- Космодемьянский А.А. Очерки по истории механики. - М.: Наука, 1982.- 297 с.
- Мещерский И.В. Работы по механике тел переменной массы / Под ред. А.А.Космодемьянского.- М.: Л.: Гостехиздат, 1949.- 276 с.
- Космонавтика: иллюстрированная энциклопедия/ Н. И. Гордиенко. - М.: Эксмо, 2010. - 256 с.
- Основы космонавтики / А. Д. Марленский.- М.: Просвещение, 1979 – 144 с.
Цветущая сакура
Рисуем ананас акварелью
Бенгальские огни
Сочинение
Кто самый сильный?