Номер 7, страница 74, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Основы кинематики. Параграф 16. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 7, страница 74.

Условие.

• Как развивалась баллистика.

Решение.

Как развивалась баллистика.

Баллистика — наука о движении тел, брошенных в пространстве, — прошла долгий путь развития, от примитивных наблюдений до сложных математических моделей, используемых в современных системах вооружения. Её историю можно условно разделить на несколько ключевых этапов.

1. Доклассический период (до XVI века)
В древности и Средние века понимание траектории полета снаряда основывалось на учениях Аристотеля. Считалось, что движение снаряда состоит из трех частей: начального «насильственного» движения по прямой, затем смешанного движения по дуге и, наконец, «естественного» падения вертикально вниз. Эта теория, позже развившаяся в теорию импетуса (вложенной силы), была неверной, но доминировала на протяжении многих веков. Практические знания накапливались эмпирически стрелками из луков и операторами метательных машин (катапульт, баллист), которые на опыте подбирали углы возвышения для поражения целей на разных дистанциях.

2. Ренессанс и научная революция (XVI–XVII века)
С появлением и распространением огнестрельного оружия возросла потребность в точном расчете траекторий.
• Никколо Тарталья (1500–1557) — итальянский математик, одним из первых применил научный подход к артиллерии. В своем труде «Новая наука» он утверждал, что траектория снаряда является непрерывной кривой, а максимальная дальность полета достигается при угле выстрела в 45°. Однако его представления о форме траектории все еще были частично основаны на аристотелевских идеях.
• Галилео Галилей (1564–1642) — совершил революцию в баллистике. Он разложил движение снаряда на две независимые составляющие: равномерное движение по горизонтали и равноускоренное движение (падение) по вертикали. Галилей математически доказал, что в идеальных условиях (в вакууме) траектория полета тела, брошенного под углом к горизонту, представляет собой параболу. Это стало фундаментальным открытием для внешней баллистики.
• Исаак Ньютон (1643–1727) — своими законами движения и законом всемирного тяготения заложил окончательный теоретический фундамент для классической баллистики. Его работы позволили создать математический аппарат для точного описания движения снарядов. Ньютон также был одним из первых, кто указал на важность учета сопротивления воздуха, которое искажает параболическую траекторию.

3. XVIII–XIX века: Учет сопротивления воздуха
Основной задачей баллистики в этот период стало изучение и математическое описание влияния сопротивления воздуха.
• Бенджамин Робинс (1707–1751) — английский ученый, изобрел баллистический маятник для измерения начальной скорости пули. Он провел обширные эксперименты и показал, что сопротивление воздуха сильно зависит от скорости, формы и размера снаряда.
• Леонард Эйлер (1707–1783) — разработал математические модели, описывающие движение снаряда с учетом сопротивления воздуха, пропорционального квадрату скорости. Его труды легли в основу методов численного решения уравнений движения, которые использовались для составления артиллерийских таблиц стрельбы.
В XIX веке с появлением нарезного оружия, которое придавало снаряду вращение для стабилизации в полете, баллистика стала еще сложнее. Ученые, такие как П. Л. Чебышёв и Н. В. Маиевский в России, Франческо Сиаччи в Италии, разрабатывали новые методы расчета траекторий, учитывающие гироскопический эффект и другие факторы.

4. XX век и современность: Компьютеризация и комплексный подход
Две мировые войны дали мощный толчок развитию баллистики. Появление дальнобойной артиллерии потребовало учета ранее незначительных факторов: вращения Земли (эффект Кориолиса), изменения плотности воздуха и температуры с высотой, направления и скорости ветра. Расчеты стали чрезвычайно сложными и трудоемкими.
• Появление компьютеров: Создание первых электронно-вычислительных машин, таких как ENIAC в 1940-х годах, было напрямую связано с необходимостью быстрого расчета баллистических таблиц для артиллерии. Компьютеры позволили решать сложные системы дифференциальных уравнений, моделируя полет снаряда с высокой точностью.
• Разделение баллистики: Наука была разделена на несколько дисциплин:
- Внутренняя баллистика — изучает процессы, происходящие внутри ствола оружия при выстреле (горение пороха, движение снаряда по каналу ствола).
- Промежуточная баллистика — изучает движение снаряда вблизи дульного среза.
- Внешняя баллистика — изучает движение снаряда в атмосфере после вылета из ствола.
- Терминальная (конечная) баллистика — изучает взаимодействие снаряда с целью.
• Ракетная техника и космонавтика: Развитие ракет привело к появлению баллистики ракет, которая рассматривает движение в том числе и за пределами плотных слоев атмосферы, где сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
В настоящее время баллистика — это высокоразвитая наука, использующая мощные компьютеры для моделирования и точного расчета. Современные баллистические вычислители в системах управления огнем в реальном времени учитывают десятки параметров для обеспечения максимальной точности стрельбы.

Ответ:
Развитие баллистики прошло путь от эмпирических наблюдений в древности и неверной аристотелевской теории импетуса к научному подходу в эпоху Ренессанса. Ключевыми фигурами стали Никколо Тарталья, определивший оптимальный угол возвышения, Галилео Галилей, описавший траекторию как параболу в вакууме, и Исаак Ньютон, создавший фундаментальную теоретическую базу с помощью своих законов движения. В XVIII-XIX веках основной задачей стало изучение и математическое описание сопротивления воздуха (работы Робинса, Эйлера). В XX веке развитие дальнобойной артиллерии потребовало учета множества новых факторов (эффект Кориолиса, метеоусловия), а появление компьютеров позволило автоматизировать и значительно усложнить расчеты. Современная баллистика — это комплексная наука, разделенная на внутреннюю, внешнюю и терминальную, которая использует сложное моделирование для управления движением как артиллерийских снарядов, так и баллистических ракет.