В 1668 г. Королевское общество предложило своим членам заняться разработкой УЧЕНИЯ ОБ УДАРЕ ТЕЛ и сообщить полученные ими результаты. В ответ на это предложение были представлены три работы, а именно: 26 ноября 1668 г. поступил трактат Джона Валлиса (1616— 1703 гг., профессор математики при Оксфордском университете); 17 декабря монография Христофора Врена (1632—1723, профессор математики, директор королевских сооружений в Англии) и, наконец, 4 января 1669 г. исследование Христиана Гюйгенса, приславшего дополнение к своему мемуару в феврале того же года. Все три работы были напечатаны в «Philosophical Transactions».
Джон Валлис Валлис разбирает здесь только удар неупругих тел, но в другом сочинений «Mechanics sive de motu» (Лондон, 1670—1671) переносит исследование и на удар упругих тел. К выводу законов удара он приходит кратчайшим путем, принимая, что данное общее количество движения (произведение из массы на скорость) распределяется при ударе равномерно на массы обоих тел, причем, однако, количества движения должны носить знаки своих скоростей, так что одинаковые количества движения с противоположным направлением скоростей взаимно уничтожаются. Таким образом Валлис исправил результаты Декарта. Последний не сумел учесть, что количества движения способны при ударе уничтожаться, вследствие чего он стоял на точке зрения постоянства количеств движения в абсолютном смысле и пришел к совершенно ошибочным законам. Валлис тоже не в состоянии объяснить уничтожения противоположных количеств движения; о (превращении движений масс при ударе в молекулярные движения он тоже не имеет еще понятия; но, с другой стороны, он считает фактически достоверным, что равные неупругие тела при равных, но противоположных скоростях приходят при ударе в состояние покоя, и таким образом дает верный закон для удара неупругих тел. Картезианский закон постоянства количеств движения сохраняет свою силу и у Валлиса, но только этим количествам должны быть приписаны знаки направления. Из законов удара неупругих тел Валлис впоследствии легко выводит законы удара для упругих тел. При столкновении двух упругих тел они сжимаются наподобие тел неупругих и, как последние, прежде всего уравновешивают свои количества движения. Этим, однако, процесс для упругих тел не заканчивается; напротив, возвращаясь к первоначальной своей форме, они вновь действуют друг на друга; а так как действие равно противодействию, то в конечном счете первое действие удваивается. Другими словами, у упругих тел выигрыш и проигрыш скорости вдвое больше, чем у неупругих.
Христофор Врен Врен только формулировал законы удара упругих тел в одном кратком положении. Гюйгенс первоначально тоже представил в Королевское общество только законы удара упругих тел без доказательств, позднее же прислал и последние в мемуаре «Du motu corporum ex percussione», напечатанном в 1703 г. в «Opuscula posthuma». Здесь он предложил замечательно остроумный метод выведения законов удара из одного основного положения, без принятия в расчет молекулярных процессов. Это основное положение гласит: два равных упругих тела, ударяющихся друг о друга с противоположными и равными скоростями, отскакивают одно от другого с теми же скоростями. Чтобы вывести отсюда, например, тот закон, что при ударе упругого тела о другое такое же, покоящееся, первое остановится, а второе начнет двигаться со скоростью первого, Гюйгенс представляет явление в таком виде. Пусть на корабле столкнутся два равных тела А и В с одинаковыми скоростями, и пусть корабль имеет скорость, равную по величине и направлению с А. Пусть при этих условиях человек, стоящий на берегу озера или реки, по которым плывет корабль, наблюдает абсолютные движения тел А и В. На корабле А и В сталкиваются между собой с одинаковыми скоростями; наблюдатель же с берега видит тело В неподвижным, тело же А — движущимся с удвоенной скоростью. После удара оба тела на корабле, согласно нашему основному положению обмениваются скоростями: наблюдатель поэтому видит теперь тело А находящимся в покое, тело же В движущимся с удвоенной скоростью, что и требовалось доказать. В дополнительном мемуаре, присланном в Королевское общество, Гюйгенс прибавил к частным законам удара два общих положения: 1) количество движения постоянно только в том случае, когда в расчет принимается алгебраическая сумма количеств движения и 2) при ударе упругих тел сумма произведений масс на квадраты соответствующих скоростей остается равной до удара и после него. Законы эти сыграли в то время большую роль при многолетнем споре о живых и мёртвых силах. Законы удара, вопреки преобладавшему в то время увлечению чисто экспериментальным методом, были найдены или по крайней мере изложены почти исключительно дедуктивным способом. Валлис и Гюйгенс вывели из нескольких опытных положений все прочие без дальнейшего обращения к наблюдению, и один только Врен привел опытные доказательства своих законов, Более обширные опыты для наглядного доказательства законов удара были предприняты при помощи ударной машины Мариоттом; они описаны в его «Traite de la percussion» (Париж, 1677). Ударная машина состояла в основных чертах из двух шаров, подвешенных на нитях таким образом, что они едва соприкасались; высота, с которой заставляли падать шары, отсчитывалась по масштабу, и отсюда вычислялась скорость при ударе.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «УДАР. РАБОТЫ ВАЛЛИССА, ВРЕНА И ГЮЙГЕНСА» з дисципліни «Історія фізики»
