Сайт о Леонардо да Винчи › Физика


Великий инженер легко переходит от частного случая к общему, от конкретного к абстрактному, одним словом - от техники к науке. Вопросы механики перспективы привели Леонардо к исследованию проблем геометрии (алгебра, которая начала развиваться в его время, была ему почти незнакома) и механики.


Наиболее долговечным и, быть может, наиболее значительным было его исследование центров тяжести плоских и объемных фигур, начатое еще раньше двумя другими великими мыслителями - Архимедом и Героном, о которых Леонардо мог знать по работам Альберта Саксонского и схоластов. Как Архимед нашел центр тяжести треугольника, так и Леонардо находит центр тяжести тетраэдра (а отсюда и произвольной пирамиды). К этому открытию он добавляет также весьма изящную теорему: прямые, соединяющие вершины тетраэдра с центрами тяжестей противоположных граней, пересекаются в одной точке, являющейся центром тяжести тетраэдра и делящей каждую из прямых на две части, из которых та, что прилегает к вершине, втрое больше другой. Это первый результат, который наука нового времени добавила к исследованиям Архимеда о центрах тяжести.


Леонардо, безусловно, был знаком со многими трудами по механике, что следует из немногочисленных приводимых им цитат и из более многочисленных выписок и заметок без указания источников. Из этих источников Леонардо воспринимал современное ему учение о механике, усваивал его, правильно применял и развивал. Он пошел дальше, расширив понятие момента силы по отношению к точке, открыв для двух частных случаев теорему о разложении моментов и с удивительным искусством применив ее для решения задач о сложении и разложении сил, решения, которое безуспешно искали в течение многих столетий и которое было полностью выяснено лишь столетием позже Стевином и Галилеем.


От Иордана Неморария, а может быть, и от Альберта Саксонского Леонардо узнал условия равновесия тела, опирающегося на наклонную плоскость. Но он превзошел этих авторов, открыв, по-видимому в результате размышлений об устойчивости различных наклонных башен в Италии (Пиза, Болонья), теорему, которая теперь называется "теоремой об опорном многоугольнике": тело, опирающееся на горизонтальную плоскость, остается в равновесии, если основание вертикали, проведенной из его центра тяжести, попадает внутрь площади опоры.


В применении результатов науки к технике Леонардо первым попытался дать теорию арки - "крепости, создаваемой двумя слабостями; ибо арка здания состоит из двух четвертей круга, каждая из этих четвертей круга весьма слабая, сама по себе стремится упасть, но так как одна препятствует падению другой, то слабости обеих четвертей превращаются в крепость единого целого".


Он первый занялся вопросами сопротивления балок растяжению и сжатию, первый стал изучать механизм трения и заметил его влияние на условия равновесия.


В области динамики Леонардо впервые поставил и частично разрешил ряд вопросов. Занятия артиллерией натолкнули его на изучение полета и удара пушечного ядра; он впервые задался вопросом, как летят ядра, выбрасываемые под разными углами, и какова сила удара. Впервые поставил Леонардо вопрос об ударе упругих шаров и для ряда случаев пришел к вполне правильному решению.


Весьма замечательны работы Леонардо над проблемой трения. Он первый ввел самое понятие коэффициента трения и вполне правильно выяснил причины, определяющие величину этого коэффициента.